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关键词:铁路工程;轨道铺设;施工技术
中图分类号:U448文献标识码: A
前言
铁路是我国重要的交通运输方式之一,铁路建设对国民经济的发展有着巨大的推动作用。近些年来,随着铁路施工规模的日渐扩大,铁路的轨道铺设质量也存在着很多的安全隐患,铁轨断裂,脱落,下陷,错位等造成火车脱轨、人员伤亡等一系列铁路交通事故,不仅严重损害了铁路交通运营的安全性及稳定性,更使得广大人民的切身利益受到了巨大的损害,威胁到社会的稳定,不利于和谐社会的建设发展进程。伴随着铁路建设的大规模展开,铁路工程施工过程中轨道的铺设是较为关键的环节,直接关系到整个铁路工程的质量及安全。 下面从轨道铺设过程主要施工技术及铺设过程中应注意的若干问题进行分析探讨。
一、轨道铺设过程主要施工技术
1、道床预铺底碴
底碴是铁路道床的重要组成部分,位于道床道碴层及路基基床表层之间,起着传递、分散列车负荷的作用,并能防止底碴及路基颗粒之间的水分发生渗透或者是渗漏,既防止了渗水过度,也起到了防冻保温的作用,是铁路道床的关键组成部分之一。铺轨前的底碴预铺,用汽车倒运到路基上,机械摊铺,压路机压实(20cm厚),中部拉槽,槽宽60cm,并在中线左侧1.25m处撒一条白灰线,以控制铺轨方向。
2、大机整道
在大型养路机工作时需要进行合理的安排,注意给工程车让路,为了确保工程进度,后方的整道工作一定要进行合理的布置。在运输面碴时要连续及时,以确保大养机械施工连续。在区间整道作业机械施工时,各个施工机械之间应随时注意调整跨度,但要保持距离在800 m以上。整道工作作业的各种技术指标由电脑自动控制,必须经工程技术人员做出书面的施工技术资料交底后,由现场人员做好技术确认,待一切确认无误后,再由操作人员正确输入,以确保工程质量,前提是技术确认无误。机械施工要制定切实可行的安全措施,每天及时对机械进行保养,发现问题及时处理,定期进行精度校正。
3、无缝线路施工
无缝线路是使用换铺法铺设长钢轨。铺轨机铺设需要25m工具轨,做好人工拨正荒道,然后完成大机整道后,使用长轨运输车将存放铺轨基地的长钢轨运送到施工现场,把长钢轨放在待待铺线路道心,长钢轨人工铺设在计划线路上,装车运回换下的周转轨轨排基地再次拼装轨排。单元焊及锁定焊均采用闪光焊,先把500m长钢轨焊接成长度为1000~2000m的单元轨节,在线路经第二次大养达到初期稳定后进行应力放散及锁定焊接形成区间无缝线路。无缝线路应力放散及锁定前应现场量测轨温,采用“滚筒法”或“拉伸器滚筒法”进行应力放散及锁定,并按设计要求设置位移观测标桩。
4、道岔施工
在道岔施工前,应做好充分的准备。在铺岔基地的道岔拼装平台上,根据道岔设计图准确画出每根岔枕的位置及岔枕编号,采取龙门吊吊装到位,然后做临时固定,组装道岔,调整道岔各部位位置、结构尺寸,做到精确,把道岔分解成3-5段,导曲线及岔心部分因宽度太大,把导曲线的内轨及岔枕部分分离,方便汽车平板拖车分段运输。首先可用全站仪精细测设3个控制点:岔前、岔心、岔尾,再用手推式轨道检测仪与钢轨踏面检测仪检测。两组正线道岔进行联测。
二、轨道铺设过程中应注意的问题分析
1、轨道工程施工通病及防治措施
①轨道工程钢筋混凝土枕锚固不良质量通病防治:钢筋混凝土枕锚固采用锚固架锚固,并加强锚固架的检查维修力量,严禁用不合格的锚固架进行锚固,严格控制锚固浆的配合比及灌注温度,并按规定进行抗拔及抗压试验,确保锚固质量。
②钢轨接头打磨不合格质量通病防治:表面不可出现发黑及发蓝现象,焊头打磨时磨削量要严格精确控制;不得横向打磨;打磨时砂轮机要稳定,打磨表面做到光整;圆弧过渡轮廓要圆、顺,不能有明显的突出及棱角。打磨作业过程中,操作人员要重视控制各打磨头的角度及压力变化,如出现异常马上停止工作,找到原因。钢轨打磨是以三个不同的角度对钢轨的工作面来打磨。打磨完成后在焊缝1m范围内平直尺测量不可超过0.2mm。打磨完成的钢轨还要目测检查,要求表面光洁,斑点少或无斑点。对打磨列车计算机输出的轨廓尺寸进行分析,达不到要求的再次进行打磨,最多可打磨三遍。
2、铺设轨道的安全措施
开工前,对所有员工进行上岗前的安全教育。对于从事电器、起重、钢轨焊接、高空作业、电焊、机械操作以及机动车驾驶等特殊工种的人员,除了所从事工种的专业培训持证上岗外,还需要经过安全方面专业培训,获得《特殊作业操作资格证书》后,方准持证上岗。开工前进行安全检查,主要检查:①施工组织设计中的安全措施;②施工机械设备上的安全防护装置是否配齐;③是否有符合要求的安全防护设施;④施工人员有没有经安全教育及培训;⑤施工安全责任制建立与否;⑥针对施工中潜在事故及紧急情况应急预案是否完备等。
施工前,应该把施工地点的杂物清理干净;铺设轨道时,把巷道高度比设计高度低的地段找平,对距离短、起伏大的小坡进行找平。施工过程中,阻车器要随轨道铺设的进度配合安装,再投入并正常使用;施工时,低洼处要首先垫平,再进行铺道;在运送轨排过程中,只能用平板车运送,严禁在车上坐人,车速控制不大于2 m/s,安排专人监督跟车。在坡度过大时,为避免平板车倒滑,不可人力推车;作业人员要防止发生意外,不可把头手探到枕木下方;施工人员保证站稳,传递工具时,要呼叫对方,不准乱扔;调整轨道时,要进行统一指挥,拨道之前要拔开调整方向的道渣,拔曲线时,要先把曲线头尾两端直线拔直后,再调整曲线段。在施工作业过程中,安全防护员在作业范围的两端进行防护,防护距离不小于800米。在此过程中一定要时刻坚守岗位,加强望,并保证与驻站联络员之间保持良好的信息沟通。遇有特殊情况,及时通知作业人员进行规避。
结束语
铁路工程是我国交通运输业中重要的环节之一,直接关系到我国交通网络的完善及运行的安全,铁路工程施工过程中,轨道的铺设是一项极具专业性的工作,同时也是一个比较复杂的工序,对整个铁路运行的安全性及稳定性,有着极其深刻的影响。工作中要以确保工程的万无一失,在工作布置中应该同时兼顾全局,做到质量与效率并重。
参考文献
[1] 梁柏成,常素良.整体道床施工技术[J].铁道建筑,2003(增刊):20-22.
关键词:山区铁路选线技巧
中图分类号:TN913.1 文献标识码: A 文章编号:
我国山区众多,山区面积多达660万平方公里,约占国土面积的2/3,且多分布于中西部地区,而中西部地区铁路网密度较低,随着国民经济和国防建设事业的发展,山区铁路还将不断建设。不断总结山区铁路选线的经验,提高选线技术水平,对于加快我国铁路的发展具有积极的意义。
铁路选线是一个复杂而系统的工程,能够体线一个项目设计的总体水平,是全线路基、桥梁、隧道、站场等各工程布局的综合体现。选线的基本原则之一就是根据国家政治、经济、国防的需要,结合沿途地区的自然条件、城镇分布、资源分布、社会发展等情况,规划线路的基本走向。选线的目标在于最终确定的线路方案能满足铁路运输能力的要求,具有较为合理的技术条件和经济效益。为了满足这些条件,在山区就要必须克服困难地形。这些困难的地形往往是控制线路走向的关键,也是影响线路平面、纵段面以及其他技术条件的重要因素。
新建铁路拉萨地处青藏高原西南部,正线长253km。本线路东起青藏铁路终点拉萨站,出站后折向南沿拉萨河而下,途经堆龙德庆县、曲水县后,折向西溯雅鲁藏布江而上,穿越长度近90km的雅鲁藏布江峡谷区,途经尼木、仁布县后抵达南重镇日喀则。桥隧总长115km,占线路总长的46%,其中桥梁45km/91座,占线路总长的18%,隧道70 km/29座,占线路总长的28%。根据拉日铁路线路特点及选线技巧,可以从下面几点进行分析。
一、雅江峡谷区地段内,发育着多个不同方向的断裂构造,有数条不同层面,具有断带宽、断带物质破碎的特点。区域内岩性较为复杂,地层软硬不一,均匀性较差,岩体受地质构造影响较重,完整性差。在选线工程中线路应尽量避开断裂交汇密集地带,并以较大角度、较短距离通过长、大断裂。
根据地质资料,在尼木至卡如一代,由于受F1、F2活动断裂的控制,为地热的异常带,对隧道工程的施工、运营具有一定的影响。因此在选线过程中线路应尽量远离山体。
滑坡地段的选线,对技术复杂、工程量大、采用整治措施也不易确保稳定的大型滑坡,线路应尽量绕避。对于河谷地段滑坡,可考虑移到滑坡对岸通过,或在滑动面以下适当位置以隧道通过,但是必须采取有效的工作措施,以确保施工和运营的安全。
崩塌、岩堆地段的选线,在山体极不稳定,岩层非常破碎的陡峻山坡,会发生大规模的崩塌,且工程处理困难的地段,应尽量绕避。若采用修建明洞,在稳定岩层内修建隧道等措施通过,需要经过比较后通过,或者外移设桥通过,或考虑跨河至对岸的绕避方案。
泥石流地段选线,对严重的泥石流集中地段,应尽量绕避。当沿河两岸均有泥石流时,应尽量泥石流较轻微的一侧通过,必要时刻多次跨河以绕避对岸的重点泥石流。线路必须通过泥石流时,应尽量避免穿过沉积区,宜在通过区设桥跨过,并留有足够孔跨及净高。如受高程限制不能设桥时,可以明洞或隧道通过,此时应将明洞或隧道的进出口设在泥石流的影响范围以外,并应有足够的埋深。
二、陡坡路基的横截面选线,在陡坡路基地段一般工程艰巨,高填、深挖、明洞、隧道、坡度、河岸防护等工程相伴出现,因此需要做些大比例的横断面来确定最佳的线路位置。
桥渡路线方案的选择,对铁路工程造价、养护维修费用和运营安全都有较大的影响,特别是控制线路方案的特大桥、高桥和地质水文条件复杂的桥渡选择,影响更大。
由于雅鲁藏布江峡谷区位于8度高地震区,因此在跨雅江时,针对桥位选择时由下面几点论述:首先,桥位的选择应结合两岸的地形及地质条件,两侧桥头应尽量设置于岩石上,避免于断层和断层交汇及密集带通过。其次,针对雅江峡谷区雅江水文条件差,两岸地形复杂,线路应尽量采用正交或大角度来跨越雅江,跨越雅江时,采用的是大跨度连续梁结构。
三、隧道路线方案的选择,必须做好工程地质和水文地质的调查勘探等工作,特别是对于控制线路方案的长隧道、地质复杂的隧道,更要做好大面积选线和区域性地质调查,切实掌握工程地质和水文地质情况,从技术经济方面综合考虑做好比选。
隧道应该置于稳固的岩洞中,洞身应有足够的深埋;洞门位置应结合洞身同时选定。洞口附近一般岩石风化破碎,若处理不当,易造成崩塌,严重的还要接长明线洞或改线。一般应“早进晚出”,“穿硬避软”,“穿梁避沟”,“正穿避斜”。
隧道必须穿过断层带时,切勿于断层走向平行,应尽量使线路与断层走向正交。
隧道必须通过滑坡或错落地段时,应使隧道洞身埋藏在错落体或滑坡面以下稳固地层中,并有一定的埋藏厚度,保证隧道不受山体变形的影响。隧道通过岩堆地区时,应在一定覆盖厚度下之基岩中通过,避免将洞身放在岩堆体内。
隧道应避免穿过对施工极为不利的地质结构松软特别是含水较多的大块石地层的第四纪堆积层。当仅在洞口局部地段通过无法避开时,应勘察明确堆积层的厚度、性质、范围、及地下水情况,提出相应的工程措施。
铁路选线是铁路勘测设计中决定全局的重要工作。要做好定线工作,必须考虑多方面的因素,逐步接近的分阶段进行工作,内容应从粗到细、从整体到局部;工作进度应从面面到带、从带到线,直到确定线路的具置。平、纵断面设计应充分考虑通风、车站分布、排水、施工、养护等方面的问题,根据牵引种类、地形、地质条件,采取不同的措施。线路专业人员除熟悉本专业知识外,还应对站前其它专业都有所了解,加强选线设计的总体性、协调性,才能选出技术性强、运营条件好、工程经济的线位。
山区铁路线路方案的选定,受设计的主要技术标准、线路沿途地区的自然条件、工程技术及运营条件等因素的控制,关系到能否适应国家要求和地区经济发展的需要,并直接影响到铁路本身的经济效益。必须做好充分的外业踏勘调查和内业分析研究,选线的质量也反过来影响到其他各专业的工作,进而影响整条线工程大小、投资高低等,因此需要对选线方法认真总结。本文分析了拉日铁路的选线方法阐述了相应选线措施,对于铁路的选线工作应该有一定的参考和帮助作用。
参考文献
【1】《铁路线路设计规范》(GB50090-2006)
【2】朱颖 复杂艰险山区铁路选线与总体设计论文集[M].北京 中国铁道出版社,2010.
十年“磨剑”高水平自主创新成果迭出
从1996年通过国家验收正式运行算起,牵引动力国家重点实验室正好走过十年峥嵘历程。两院院士沈志云教授、中国工程院院士钱清泉教授,以及风华正茂的年轻科学家张卫华教授、翟婉明教授等实验室新老核心人物率领实验室多个研究团队,勇于创新、善于创新,谱写了一首首辉煌的乐章。“十五”期间,交大牵引动力国家重点实验室在创新研究、成果应用和人才培养等方面都取得了令国内外同行瞩目的成就,已经成为具有110年悠久历史的西南交大高水平自主创新的一面旗帜。
以实验室副主任、“长江学者特聘教授”翟婉明领衔完成的课题“铁道机车车辆-轨道耦合动力学理论体系、关键技术及工程应用研究”刚刚荣获2005年度国家科技进步一等奖,并同时入选2005年“中国高校十大科技进展”。这项研究旨在解决中国铁路“大运量、高密度、客运提速、货运重载”超负荷运输模式发展进程中日益突出的轮轨动态安全问题,率先提出并创建了机车车辆-轨道耦合动力学交叉学科理论体系,建立了机车车辆-轨道统一模型,其成果更加符合超负荷轮轨动态相互作用的实际,在国际上被称为“翟-孙模型”,被列为当今该领域四大代表性模型之一。实验室研制的具有我国自主知识产权的机车车辆-轨道耦合动力学仿真系统,成为超负荷铁路轮轨系统动态安全设计技术平台,开发了机车车辆-轨道动态作用安全性现场测试评估技术,成功实施了包括秦沈客运专线高速列车、大秦重载铁路万吨列车在内的多项重大工程轮轨动态安全评估试验。
这项成果还广泛应用于我国铁路机车车辆开发设计、既有铁路提速改造、山区铁路扩能改造、重载运输、客运专线建设等近20个重点工程之中,解决了一系列工程技术难题,取得了显著的经济社会效益,为我国铁路现代化建设做出了重要贡献。
铁道电气化与自动化专家、中国工程院院士钱清泉教授主持研制成功国内首创的“电气化铁道远动装置”、“DWY系列多微机远动系统”等高新技术产品先后多次获得国家、国家教委、铁道部和四川省科技进步奖,成功地实现了向生产力的转化,在世行贷款国际招标项目中连续8次击败国外强劲对手,推广应用于国内近20条干线电气化铁路。“牵引变电所安全监控和综合自动化”是在国内率先实现牵引变电所的综合自动化和安全监控一体化系统,并在全国铁路推广应用。
据初步统计,“十五”期间实验室主持和主研国家攻关项目2项、国家“863”课题7项,主持国家自然科学基金重点项目2项、面上项目24项,省部科技发展项目65项,实施横向合作课题163项,国际合作项目7项,共获得省部级科技进步奖11项。
实验室400余篇,其中SCI检索60篇次,EI检索120篇次。公开出版专著2部,授权发明专利4项,实用新型专利10余项。
实验室人才辈出,在国内外有重要影响。除两位院士年过花甲外,其他均在40岁左右,实验室现任主任张卫华教授也就40来岁。他们当中有博士生指导教师25名,先后聘请“长江学者”特聘教授4名,国家杰出青年基金获得者3名,跨(新)世纪优秀人才培养基金获得者7名,全国优秀百篇博士论文获得者4名,国家“百千万人才工程”人选2名。另外有国家级突出贡献专家1名,省部级突出贡献专家12名,这样的团队在国内高校并不多见,形成了一个层次高、能力强、学科相容并互补的创新团队,并获得教育部创新团队基金和国家创新研究优秀科学基金资助。
院士请缨国际一流试验台横空出世
西南交大牵引动力国家重点实验室拥有世界先进的试验设备,而实验室的创建是在实验室的第一任主任、国际著名机车车辆专家、中国科学院和中国工程院院士沈志云教授的主持下完成的。沈教授长期致力于车辆系统动力学及控制的研究,早在1983年即发表轮轨非线性蠕滑力模型,在国际上被称为“沈氏理论”。1988年沈志云教授以睿智的战略眼光建议在我国建立机车车辆整车滚动振动试验台,在实验室里模拟400公里时速列车的运行状态,以此来研究、开发我国急需的重载和高速铁路新技术。国家批准这项计划后,沈志云调集交大各系所的骨干教师,组成专业配套的20多人的班子,领着这支队伍去车辆工厂做初步设计,到制造工厂监督每一道工序,检查每一个铸件、锻件。他监督着为一个篮球场大小的试验台基础浇筑了4000吨混凝土。结果设备一次安装成功。
像这样大规模、复杂的实验室,现在世界上只有两个,一个在德国,另一个就在中国西南交大。
而交大自行研制成功的机车车辆整车滚动振动试验台,在不少方面属世界首创。沈院士评价说,在中国,试验车在线路上记下信号,回来输入试验台就可以再现线路上的振动情况,这个功能在国际上是创新。同时,这个试验台还创造了左右滚轮独立激振的滚振结合试验模式,能模拟出轨道的各种不平顺现象,最大限度地仿真出列车的各种运行状态,从而保障列车安全运行。试验台建成后几乎承担了我国所有新研制机车车辆的试验任务,在机车车辆参数测定、运行品质检测、参数优化等方面做出重要贡献,加速了我国铁路提速和发展高速铁路的步伐。
试验台的建成极大地提升了我国在该领域的创新能力,使我国高速机车车辆试验研究能力达到国际先进水平,推动了我国高速、重载机车车辆的技术发展和装备的国产化进程。这个世界上规模最大、功能最强、技术最先进的机车车辆整车滚动振动试验台于1999年荣获国家科技进步一等奖,并被评为“中国高等学校十大科技进展”之一!试验台建成后,交大牵引动力实验室吸引了数名优秀的海外留学科学家扎根国内耕耘发展,他们说,这个世界一流的实验室能为每个研究人员提供良好的工作环境和发展空间。作为实验室学术带头人的沈志云院士为培养中国自己的顶尖科技人才竭心尽智,奉献自己的才华、经验与关爱,看到年轻的一代已挑起大梁,成果丰硕,年逾七旬的沈院士欣慰地笑了。
提速中国 誓让“铁龙”腾神州
近十年来我国自行设计研制的50余种新型机车车辆,包括机车、客车和货车都在这里进行试验,不仅测定被试车的性能,更是通过多方案优化试验,使设计车的性能得到优化和提高。我国机车、车辆的升级换代,铁路的一次又一次提速,列车舒适度和安全系数的不断提高,包括我国机车车辆的大量出口,都离不开牵引动力实验室里的这个“宝贝”试验台。
实验室为我国铁路五次大提速做出了突出的贡献,如“中华之星”高速列车,还创造了321.5千米每小时的“中国铁路第一速”的试验速度。实验室年轻的科技专家用自己一次次艰苦攻关的技术突破,推动着我国列车性能不断改善,在祖国各地的铁路线上高歌猛进。
Abstract: Due to many advantages in the municipal construction, the pipe technology is widely used. This paper introduces the construction characteristics of pipe technology, based on this, it mainly analyzes the application of pipe technology in the construction of municipal engineering, and discusses its problems, which has a certain reference for further improving the quality of pipe construction.
关键词:顶管技术;市政工程;应用;施工工序
Key words: pipe technology;municipal engineering;application;construction process
0 引言
地下管网是城市基础设施的重要组成部分,日夜肩负着传送信息和能量的重要任务。为城市处理污水的系统、自来水、煤气、电力和通讯设施等等都属于地下管网之内,要对上述市政设施进行改建、新建、扩建,需要工程技术人员进行安全的管道安装。传统的挖槽埋管地下管线施工技术由于对地面交通影响较大,使本来就拥挤繁忙的城市交通如同雪上加霜,同时给市民工作、生活带来许多不便,特别在人口稠密的城市和交通拥挤的地区以及不允许开挖的地段,这个矛盾就更加突出。市政工程如何使这些安装工程对城市的影响减至最小,如何尽可能减少对人们日常生活的影响。已经成了一个迫切解决的问题。
非开挖技术将完全能解决这些难题,提供安全及经济的施工方法。非开挖技术是指利用少开挖和不开挖技术来进行地下管线的铺设或更换的工艺。顶管技术就是在这种情况下发展起来的一种非开挖技术,其在国外已广泛使用,在国内也已逐渐普及。随着顶管技术在市政工程的广泛运用,本论文主要讨论在顶管作业施工过程中出现了一些具体的技术问题,值得施工技术人员重视,并以此和同行共享。
1 顶管施工的特点
顶管法又称为非开挖管道敷设技术,它具有不需要开挖面层,就能穿越地面构筑物和地下管线吸公路、铁路、河道的特点,相比开挖敷设技术,投资和工期将大大节省。同时,顶管施工技术可以降低噪音,减少粉尘,减轻对城区的交通条件和环境状况的干扰和破坏,属于真正的无污染、高效率的施工技术。顶管施工法由于其上述多方面的优点,在市政工程中尤其是在市政管线工程中得到了广泛地应用。概括起来,顶管施工技术具有几大方面的优点:施工面由线缩成点,占地面积小;地面活动不受施工影响,对交通干扰小;噪音和震动低,城市中施工对居民生活环境干扰小,不影响现有管线及构筑物的使用;可以在很深的地下或水下敷设管道,可以安全穿越铁路、公路、河流、建筑物,减少沿线的拆迁工作量,降低工程造价。
2 顶管技术施工应用分析
2.1 顶进管的选择 顶进管一般选用钢筋砼管,如没有腐蚀要求可选用钢管。钢筋砼管的规格设计、配筋和应力验算应遵守有关钢筋砼的标准和技术规程,特别是有关钢筋砼管的标准和技术规程。①顶进管直径的选择:顶进管的直径选择是首先根据工程性质、工程需要确定内径,根据顶进管所受荷载确定砼管的配筋及壁厚,进而确定外径。因为顶管工程工作面上需要配备挖土工人,所以一般管内径不小于500mm;②顶进管长度的选择:顶进管的长度对顶管过程的可控性和经济性有很大的影响。在直线推顶的情况下使用长管可以减少装管的次数,取得良好的效果,但随着管长度的增长,如果偏离原定的路线,使之恢复正确路线要比使用短管更加困难。建造顶压坑时顶压坑的长度也要增大,挖坑、支护、回填、修复的费用将相应地增加。
一般情况下,管长度须相对于管径来衡量,当L/D外≤1.10时,为短管;当L/D外=1.15时,为标准管;当IJD外≥2.10时为长管。
2.2 顶管施工的前期准备 ①现场平面布置:平面总体布置包括起重设备、自动控制室、料具间、管片堆场、拌浆棚及拌浆材料堆场、注水系统、弃土坑的布置等。始发工作井内安装发射架、顶管机、前顶铁、主推千斤顶、反力架等顶进设备,工作井边侧设置下井扶梯供施工人员上下;②顶管机进、出洞处以及后靠土体加固:为确保顶管机出洞的绝对安全,需对后靠土体及进、出洞区域土体进行高压旋喷桩加固。为防止顶管机进、出预留洞导致泥水流失,并确保在顶进过程中压注的触变泥浆不流失,必须在工作井安装止水装置。
2.3 顶管施工的工艺:顶管施 叉称为顶进法施工,是指利用顶进设备将预制成椭圆形或圆形构造物逐渐顶入路基,以构成立体交义通道或涵洞的施工方法。顶管施工需先在确定的管段之间设置工作井和接收井,然后在工作井内安装推力设备将导轨上的顶管机头推入土体,由机头导向,将预制的钢筋混凝土管向前顶进,前端土体通过工作井运出,最后完成管道铺设。
2.3.1 顶管井的设计:顶管井分工作井与接收井两种,顶管井的建造结构有很多种类,一般使用钢筋混凝土结构。工作井的结构形式通常有单孔井和单排孔井。前者形状有圆形、正方形、矩形等,后者则大多为矩形,它们的结构受力性能由高至低依次为圆形一正方形一矩形。
2.3.2 顶管施工工序 ①穿墙:打开穿墙闷板将工具管顶出井外,并安装穿墙止水装置,主要技术施工措施如下:1)穿墙管内填夯压密实的纸筋粘土或低强度水泥粘土拌和土,以起到临时性阻水挡土作用;2)为确保穿墙孔外侧一定范围内土体基本稳定并有足够强度,工作井工具管穿墙前,对穿墙管外侧采取注浆固结措施;3)穿墙前对可能出现的问题进行分析并制定相应处理措施;4)闷板开启后迅速推进工具管,同时做好穿墙止水,本工程采用止水法兰加压板,中间安入20mm厚的天然优质橡胶止水板环,要求具有较高的拉伸率和耐磨性,借助管道顶进带动安装好的橡胶板形成逆向止水装置,应防止因穿墙管外侧的土体暴露时间过长而产生扰动流变。②顶管出洞:顶管出洞是顶管作业中一个很值得注意的问题,顶管出洞,即顶管机和第一节管子从工作井中破出洞口封门进入土中。开始正常顶管前的过程,是顶管技术中的关键工序,也是容易发生事故的工序。为防止管线出现偏斜,应采取工具管调零,在工具管下的井壁上加设支撑,若发现下跌立即用主顶油缸进行纠偏,工具管出洞前预先设定一个初始角弥补下跌等措施。③注浆减阻:在顶管施工中还有一个重要的技术措施就是通过压注触变泥浆填充管道周围的空隙,形成一道泥浆保护套,起到支撑地层,减少地面沉降,减少顶进阻力的作用。在施工中,首先对顶管机头尾部压浆,并要与顶进工作同步,然后在中续间和混凝土管道的适当位置进行跟踪补浆,以补充在顶进中的泥浆损失。注浆工序一般多应用于长距离顶管施工中。④顶管纠偏:纠偏是指机头偏离设计轴线后,利用设置在后部的纠偏千斤顶组,改变机头端面的方向,减少偏差,使管道沿设计轴线顶迸。顶进纠偏是采用调整4台纠偏千斤顶组方法,进行纠偏操作,若管道偏左则千斤顶采用左伸右缩,反之亦然。
3 膨润土悬浮液在疏松土层中的应用
在无粘性的疏松土层中以及在粘性很小的土壤中,例如在砂砾土中,若不采取其它辅助措施,土层由于本身极不稳定,以致在刃脚推进之后立刻就会坍落在管壁上。所以对这类土壤来说,膨润土悬浮液的支承作用尤其具有重要意义。为了起到这种支承作用,先决条件是要尽可能准确地掌握膨润土悬浮漓在砂砾上中的特性。膨润上悬浮液将渗人土层的孔隙内,充满孔隙,并继续在其中流动。流速取决于孔隙的横断面与悬浮液的流变特性,同时也取决于压浆压力。因此为了在同样的压浆压力下达刭相同的渗入深度,在孔隙横断面很小的细粒土层中便需要低流限的悬浮液,面孔隙横断面较大的粒粒土层则需要高流限的悬浮液。在克服流动阻力的过程中,压浆压力随着渗入深度的增加而成比例地衰减,所以相应每一种压浆压力,都有一个完全确定的渗入深度。
尽管就某种场合来说,随着管子的推进同时在管子整个圆周上和管路全部长度上均匀地压浆证明是相宜的,而在另一些场合下,正确的方法则又可能是分段压浆。例如现已得知,在管子下半部,膨润土在顶进过程中比静止状态下更容易流出,而上半部的压浆则是在管路静止的情况下更容易进行。因此最好是将管子下半都的注浆孔和上半部的注浆孔分别组合起来。这种半侧压出韵原因在于,静止状态的管道以其全部很大的重量沉落于底部。这样便在管道的顶部形成了小空隙,或者至少是形成了一个压力较低的区域。因而在这种状态下,膨澜土在管顶处比在管底部更容易流出。反之,在顶压力和浮力同时作用下,管道有向上拱起的倾向。这时管道离地升起,于是管底下方便形成了一个低压区,致使膨润土更加容易渗入其中并均匀地散开。
4 顶进管在膨润土悬浮浪中受到的浮力
只要顶进管在整个圆周上被膨润土悬浮液所包围,浮力定律便对它有效,即使悬浮液层的厚度很小也同样如此。在钢筋混凝土管情况下,浮力均为管子自重的1.4倍。这样,只要通过正确地压人膨润土悬浮液,从而在土层中围绕顶进管形成一个支承环带,并保持悬浮液压力等于土压力,于是管子就会在膨润土悬浮液中漂浮起来。为此必需的前提在于悬浮液应是液体状态的,亦即呈现为表观流限相应较低的溶胶状态。在悬浮液的膨润土含量低到接近运动状态下的稳定极限时,这个条件便能得到满足。浮力可使管外璧摩阻力减小,因为管底部由于自重产生的法向力减少了。这一效果首先会对大直径管子的长距离推顶产生有利的影响
5 结语
顶管设计在市政工程中,特别是深覆土大管径的管道工程和交通繁忙的城市主干道改造工程设计中显得尤为重要。在特定工程条件下,相对与开槽埋管更具优越性。时代要前进,城市要发展。市政设施配套完善,地下各种管道建设将会大量增加,顶管设计和施工也会增多。管径加大,长度加长,有直有曲,种类繁多,这将是今后大城市顶管施工的发展趋势。因此,我们要重视这个良机,进一步地完善和提高我们的顶管设计和施工技术,使之综合施工技术达到国际水平。
参考文献
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关键词:隧道施工;风险管理;基于Web;分布式
中图分类号:U41 文献标识码:A文章编号:1009-3044(2011)11-2691-03
Method and Implementation Based on Web of Risk Management for Distributed Tunnel Construction
GONG Wen-hua1, LU Ling-xing2, ZHANG jing3, LI Ze-min1, CHEN bo1
(1.Information Engineering Department of AAFE, BeiJing 100072, China; 2.BeiJing JunWeiLiDa Technology Co. Ltd., BeiJing 100036, China; 3.JiuQuan Satellite Launch Center, DongFeng Spacecity 732750, China)
Abstract: This paper introduces an idea based on Web about how to deal with risk management in distributed tunnel construction and a software system realizing it. This system, based on risk management theory, using network technology, considering of the work environment characteristics underground in tunnel construction, can do comprehensive and effective risk management. It seeks to standardize risk events and risk factors, provides a complete solution and work platform for risk planning, risk identification, risk assessment, risk management, risk control, risk report generation to.
Key words: tunnel construction; risk management; Web-based; distributed
随着经济的飞速发展,中国的基础设施建设技术水平也长足地进步,甚至在国际上有着广泛的影响。可是,在工程施工中,尤其在地下隧道施工中,事故频发,给施工者带来财产甚至生命损失,给企业、国家造成巨额经济损失。究其原因,我国对隧道施工的风险管理起步较晚,缺乏成熟的隧道施工风险管理体系。近年来,国家对隧道施工中存在的风险给予了高度重视并对风险管理给予了大力支持,出现了许多行之有效的风险识别和风险评估的科学方法。但是,由于风险的不确定性和风险管理的复杂性,在短时间内很难形成一个全面适应的风险管理体系,隧道风险管理专家的成功经验仍然在风险管理中占主导作用。
包括隧道施工在内的各种地下施工工程风险极高。我们不禁要问:这些事故是如何发生的呢?有什么规律?是否可以避免?若不能避免,是否可以事先预测事故发生的可能性,是否可以预估事故造成的损失?采取什么措施才能减少事故的发生,将事故的损失降到最低程度? 所有这些问题属于风险管理范畴。本文将介绍一种基于Web的分布式隧道施工风险管理方法并进行软件实现。
1 管理方法
1.1 建标准化库
如表1所示,我们将事故发生概率定义为5个等级,由低到高分别是:很不可能、不可能、偶然、可能、很可能;将后果定义为5个等级,由低到高分别是:轻微、较重、严重、很严重、灾难。根据这个风险等级标准,我们将对任何一个事故的发生概率、经济损失程度、人员伤亡级别、误工等级、环境影响、第三方损失、对环境影响、社会信誉损失、风险接受能力、风险处理措施等风险因素确定一个数值,建一个风险管理标准化库,以用于下一步的风险识别、风险评估和风险处理中。
1.2 风险计划
风险管理计划是风险管理工作中非常重要的也是非常基础的总体性工作,在此工作中,对如何利用风险管理标准化库进行风险识别,如何进行风险评估,如何处理和跟踪风险进行安排。成立风险管理领导机构和风险管理组织,确定组织成员及其在风险管理中职责。比如:咨询单位、设计单位、监理单位、监测单位和施工单位分别是哪些单位,其职责是什么。
1.3 风险识别
风险识别的过程包括分析风险因素、建立初步识别清单和确定风险事故,即利用风险调研表或检查表建立初步风险清单。风险识别方法很多,如:核查表法、专家调查法、层次分析法、项目结构分解法。作者将这些方法进行独特设计、分别实现,并将它们集成到一个系统中。在进行具体的风险管理是,可以任选其中一种方法。要注意的是:风险识别不是一次性完成的事,它是在项目的实施过程中自始至地进行着。风险识别的结果是风险清单。图1是作者与北京骏威立达有限公司合作开发的隧道风险管理系统(简称JWRM,下同)所提交的一张风险清单。
1.4 风险评估
风险评估包括了风险估计和风险评价两部分。
通过风险识别,我们知道了有哪些风险事件、风险因素,采用定量和定性相结合的方法对风险事件发生概率、同级风险因素的相互关联性以及产生的后果进行评估,从而得出风险概率和风险产生后果对项目工程目标的影响程度。
风险评估方法很多,不同的风险评估方法有各自的算法,JWRM对它们分别实现并集成在一起。比如,在R=P*C矩阵法中,首先确定工程风险管理专家成员并分别给他们设置权威指数,对风险管理专家进行相关调查,包括对被授权的工程项目的风险因素概率调查、风险因素后果调查、风险因素权重调查,对调查结果进行定量处理,将处理结果输入风险管理系统JWRM。系统根据相应算法自动进行统计,最后形成隧道施工风险、隧道施工风险概率分布、隧道施工风险等级接受准则等。
1.5 风险处理和跟踪
风险处置措施主要有四种:风险消除、风险降低、风险转移、风险自留。
依据风险评估的结果,从风险应对措施数据库选取或新建一个或多个可行的风险处置方案,并进行方案比对、优化和选取,然后提出一个经济、安全、合理的风险处置方案。
1.6 风险报告自动生成
隧道风险评估报告是隧道风险评估过程的记录,应将风险评估的过程、采用的评估方法、获得的评估结果等写入评估报告。风险评估报告应该内容全面,数据完整,客观公正,提出的对策措施全面、且具有可操作性。图2是JWRM根据风险计划、识别、评估等所得数据,自动生成工程的风险报告书。
2 实现
作者与北京骏威立达有限公司合作,将第2部分介绍的风险管理思想实现为隧道施工风险管理系统,简称JWRM。
2.1 基本流程
JWRM将风险管理流程分为工程项目基本信息维护、风险计划、风险识别、风险估计和评价、风险处理及监控、风险报告书自动生成等六大模块,采用风险数据库作为后台数据支持。如图3所示。
2.2 系统技术架构
JWRM实现是基于J2EE技术架构体系,它是在JW Framework信息化平台上进行开发的,各使用者用IE等浏览器登录本系统。如图4所示。
2.3 系统拓朴结构
JWRM是基于Web的网络分布式管理,它可管理上万个工程。对同一工程的风险管理,涉及人员(领导、风险管理专家、工程项目部经理、工程项目部工程技术人员及相关人员)均可在不同地点对同一工程进行风险管理工作。
如图5所示:风险管理数据库和JWRM系统可安装在集团总部的信息中心,各工程部及风险管理专家均可通过Internet仿问JWRM功能而进行风险管理工作,集团公司领导不管是在自己的办公室或在外地出差,均可上网监控所辖工程项目的风险管理情况。
3 结论
隧道施工风险管理是一个复杂的系统工程,涉及众多专业工程技术人员,有工程项目管理者、集团公司工程管理者和科研院校的风险管理专家。他们工作地点分散,对风险管理是一个不利因素。JWRM为隧道风险管理提供了一个平台,使风险管理参与者不受工作场地的限制,可随时对隧道工程进行风险辨识、风险评估、实时处理、实时监控和跟踪。可以说,JWRM建立了一套初步的风险管理体系。随着技术的进步,这套体系会越来越完备。
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关键词:管理风险、措施、经济、技术、制定
中图分类号: X820.4文献标识码: A
随着近些年经济的快速发展,工程建设领域也进入了一个快速增长阶段,企业之间的相互竞争也更加白热化,工程经济管理风险发生的概率也是越来越大,如何防范工程经济管理风险已成为工程建设者亟需解决的问题。下面就工程经济管理风险意义以及常出现的情况进行分析。
一、工程经济管理风险的意义
工程经济风险管控不仅可以保证企业的收益,还能够促进工程顺利进行。工程经济管理风险种类多种多样,它来源于整个工程项目开展过程中,加强对风险管控,主要是对可能带来亏损的风险进行识别,然后对其未来可能遇到的情况进行预测和分析,将风险损失控制在最小范围内。
二、工程施工企业经济风险管理注意的问题
1、工程成本风险
工程进行过程中出现的成本风险指的是施工成本大于预算范围,成本风险给工程效益带来的影响是非常巨大的。工程最后的收益与建设过程中遇到的风险类型、损失程度有着直接的关系,比如工期的延误、产品质量不达标往往会导致工程成本大幅度增加。为规范项目的成本化管理,相关成本管控部门应该制定一套严格的规章制度,比如财务管理制度以及工程款控制流程等。
2、合同签订过程中的风险
为更好的执行合同,在合同拟定后以及工程开工前,施工企业都会委派专业人员就工程技术参数、经济参数等各种因素进行研究,分析预测工期,并以此为依据与施工单位订立合同条款。如果合同内容不明确,不完善,再或者合同内容违反了相关法规或者规定,这样的合同将会为以后的工程建设带来很大隐患,比如有的合同规定当施工物资价格上涨幅度在10%以内时,价格不需要进行调整,所产生的风险将由承包人承担,这样就无形中给承包单位增加了成本支出。
3、工程经济管理风险中的质量风险
工程施工质量影响着企业的收益,如果工程施工质量不能达到相关技术要求,将会减少企业的收益;工程质量也跟社会以及个人有着直接的关系,好的工程产品可以满足人民生活以及生产的需要,也会促进社会的发展,反之将会给社会和个人带来负面影响。质量风险主要是由于施工人员不能具备较高的技术水平以及缺少较高综合素质所产生的,一些企业以及个人在施工中盲目追求眼前的经济利益,往往会忽略工程质量所带来的长久利益,没有按照严格的施工标准去组织施工,偷工减料或者走捷径,以最快的工程速度去施工,严重忽略工程质量所带来的影响。
4、工程经济管理风险中的劳务分包风险分析
工程参与人员的技术水平以及职业素养决定着工程产品的好坏,目前国内工程行业一些人员综合能力不强、职业素养不高,即使在进行施工培训之后仍然不能较好的完成工程产品,这样会给工程质量带来一定的不利影响,比如工程产品不能满足相关规定和要求,有些人员安全意识差致使出现工伤以及死亡事件,有时候还会引发各种纠纷,造成施工企业的法律风险。
三、工程经济管理风险的防范原则
工程经济管理风险的防范原则是:首先,根据工程建设的需要,建立符合工程实际的预防机制,制定操作性强、合理的工程进度计划,在各个监管环节中引入计算机网络技术,确保工程项目的进展和计划。在工程施工合同签订时,要明确双方的义务和责任,树立并强化责任意识;其次,工程企业管理层要制定适合工程发展需要的风险应急机制,把工程风险降低到最小程度,减少工程风险给工程收益带来的影响。最后,工程风险转移可以减少企业的经济损失,工程风险转移常见的形式包括购买保险、合同签订规避风险、暂停某些工程实施等等。另外,企业还应该建立一套严格的工程经济管理风险防范流程,并将工程成本控制在可控范围之内。
四、工程经济管理风险的方法措施分析
1、掌握投标报价方法,提高报价水平
工程企业在投标报价时保持清醒意识,做到以下几点:投标方要根据工程特点,合理选择施工技术方案,针对合理的方案进行工程计算报价;全面合理报价,针对于一些重要工程项目的报价,要组织专家评审;提高企业自身管理水平,对投标项目进行认真的测算,全方面进行成本的测算,以免漏项、错项。
2、提高质量管理意识以及措施
针对于质量管理方面,施工企业要加大工程高层次人力资源投入,提高施工项目现场的人力组织以及管理水平,加大人力教育力度,采用先进的施工工艺,保证工程质量满足合同以及相关技术文件的要求。
3、提高劳务队伍的素质
企业采用的劳务队伍水平严重影响着工程质量,所以在人员选用以及提升过程中,要严控审核关,在安全管理、质量管理、进度管理方面严要求,提高工程质量意识以及成本意识。
4、加大合同管理力度
合同管理人员要熟悉国家相关的法律法规,在合同中要明确双方合法权益,施工企业要明确合同中对自己有利的以及不利的条款,以便在施工过程中出现变更时,为企业争取到更大的利益;当发现施工合同中过多倾向于发包方的利益时,施工企业应该及时与发包方沟通,双方要多理解,在合理的情况下,企业要尽可能多的挽回损失,减轻企业自身的风险,这也属于风险转移的方法;增强工程索赔意识,可以提高企业的收益,减少损失。当工程过程中出现索赔情况时,企业要及时与发包方沟通,据理力争,以实际情况、更可能多的争取利益,常见的索赔有工期索赔以及经济索赔,企业要根据具体情况进行不同种类的索赔。在索赔情况发生的28天之内,企业要向发包方负责工程师发出索赔通知书,索赔资料要详细、准确,发包方工程师在接到通知后,会在随后的28天之内给予适当回复,如果逾期没有给予回复,可视索赔已认可。所以施工企业要在规定的时间内提出适当索赔,并按照相关法律法规进行一系列的索赔程序,保护自身的切实利益。
5、完善工程经济风险管理体制
在完善企业管理体制的同时,要在企业中设立经济风险管理机构,加强合同管理、索赔管理、工程相关检测管理等。企业还要配备善于谈判的商务管理人员,在工程投标、施工、竣工阶段,这些人员可以充分发挥自身谈判才能,与发包方进行有理有据的谈判,这样就可以减轻企业经济损失。
工程经济管理风险随着社会的发展会出现多风险、强管理、强技术的局面,在这样日益激烈的竞争情况下,企业要强化质量管理、安全管理、合同管理,做到工程与经济相结合。企业管理人员要运用工程经济学对工程项目进行科学管理,以较少投入获得最大收益,用低寿命周期成本实现最大价值并获得优质服务,为国家工程建设事业贡献自己的力量。
参考文献:
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高志鹏;张少平 诌议工程经济管理中存在的风险与防治对策【J】经营管理者,2010,03