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關鍵詞:地下室防水施工技術總結
中圖分類號:TU57文獻標識碼: A 文章編號:
1防水工程概況
1.1工程概況
本商務樓工程地上面積為25003.74平方米,地下建筑面積11679.6平方米,結構形式為主樓為框架剪力墻結構,裙房及車庫為框架結構,地下2層,地上21層,其中地下二層為地下車庫,一層至四層為公共商業部分,五層至二十一層為單間商業。防水施工分為底板防水、外墻防水兩部分。
1.2防水材料
本工程地下室防水材料為單層4mm厚SBS防水卷材,面積約26000m2。
1.3地下室防水工程詳細做法
1)基礎底板防水設計做法如圖1所示。
圖1 底板防水做法
2)外墻防水設計做法如圖2所示
圖2 外墻防水做法
1.4防水施工條件
基層必須牢固干凈,無松動、起砂、空鼓、脫皮等缺陷。基層表面應平整光滑、均勻一致,其平整度符合規范要求。陰陽角應做成均勻一致,陰角為平整光滑的圓弧,陽角為鈍角。施工環境溫度不低于-10℃。
2地下室底板防水施工
2.1施工工藝流程
磚保護墻放線砌筑磚保護墻抹磚保護墻找平層抹墊層找平層養護基層清理基層干燥卷材進場取樣復試特殊部位增補處理、附加層SBS 防水卷材施工抹防水保護層。
2.2施工要點
1)保護墻放線:建筑物基礎底板墊層施工后,按施工圖放出保護墻位置線。2)砌筑保護墻:按設計要求砌筑保護墻至基礎底板上皮標高以上400mm。3)找平層:為了使SBS防水卷材與基層粘貼牢固,在底板墊層、保護墻,應抹找平層并壓光,使防水卷材鋪貼在一個平順的基面上。陰陽角要抹成圓角。4)找平層養護:找平層抹完后應養護,待強度上升后,方可做防水層。5)基層清理:基層清理時必須將突出基層表面的異物、砂漿疙瘩等鏟除,并將塵土雜物清掃干凈,陰陽角等處更應仔細清理干凈。6)基層干燥:防水層施工前基層要干燥。7)SBS 防水卷材施工:①涂刷基層處理劑(冷底子油)。在已經處理好的基層上涂刷基層處理劑,要涂刷均勻,不得漏刷或露底。②細部附加增強處理。對于陰陽角、管道根部等部位應做增強處理。③彈粗線。在已處理好并干燥的基層表面,按照所選卷材的寬度留出搭接縫尺寸,將鋪貼卷材的基準線位置線彈好,以便按此基準線進行卷材鋪貼施工。④采用空鋪卷材。本工程地下室底板采用空鋪,空鋪法主要是搭接部位防水卷材的熔粘要牢固,這種方法可以保證卷材鋪貼質量。⑤墻面采用熔粘端部卷材。將整卷卷材(勿打開)置于鋪貼起始端,對準基層上已彈好的粉線,滾展卷材約1m,由一人站在卷材正面將這1m卷材拉起,另一人站在卷材底面(有熱熔膠)手持液化汽火焰噴槍,慢旋開關、點燃火焰。調呈藍色,使火焰對準卷材與基面交接處同時加熱卷材底面與基層面,待卷材底面膠呈熔融狀即進行粘鋪,不得過分加熱或燒穿卷材。再由一人以手持壓輥對鋪貼的卷材進行排氣壓實,不得有空鼓、皺折,這樣鋪到卷材端頭剩下約30cm 時,將卷材端頭翻放在隔熱板上,再行熔烤,最后將端部卷材鋪牢壓實。⑥卷材搭接縫施工。卷材搭接縫以及卷材收頭的鋪粘是影響鋪貼質量的關鍵之一。搭接縫不隨大面一次粘鋪,而做專門處理是為保證地下工程熱熔型卷材防水層的鋪貼質量。搭接縫及收頭的卷材必須 100%烘烤,粘鋪時必須有熔融瀝青膠從邊端擠出,用刮刀隨即將擠出的熱熔膠刮封接口,使接縫粘結嚴密。8)保護層施工:①保護層應滿足《地下防水工程質量驗收規范》規范中4.3.8的規定。②防水層做完后,按設計要求做好砼保護層;立面為抹水泥砂漿保護層。在防水層上行走或用膠輪車運輸材料,應在其上鋪腳手板。
3地下室外墻防水施工
3.1施工工藝流程
結構穿墻螺桿孔封堵結構面清理拆除根部臨時保護墻SBS 卷材施工保護墻施工。
3.2施工要點
1)結構穿墻螺桿孔封堵首先對外墻對拉螺桿孔處理完畢,如圖3所示。
圖3對拉螺桿孔處理
a—固定模板螺栓 a—嵌縫材料 c—防水砂漿
2)結構面清理:首先,將固定模板用的對拉螺栓周邊混凝土鑿成直徑50mm、深25mm 的外大內小的洞,在根部將對拉螺栓拆除或割除,再將所留空洞澆水洗凈、濕潤后,用防水砂漿塞實、抹平、壓光。對模板接縫處的水泥渣用磨光機磨平,對外墻表面水泥漿等雜物用鏟刀和鋼絲刷清理干凈,最后將混凝土表面灰塵掃凈。3)小心拆除根部臨時保護墻,將防水層清理干凈。4)復雜部位增強處理:對于陰陽角、管道根部以及變形縫等部位應做增強處理。5)SBS 防水卷材施工:同底板。6)防水護墻厚120mm,采用粉煤灰磚每隔2米砌240×240磚垛,防水護墻每隔5~8m 及陰陽角轉角處留置施工縫。7)細部處理:伸出外墻的管件需穿透防水層,在管道穿過結構處埋設套管,套管上附有法蘭盤,防水層粘貼在套管的法蘭盤上,搭接寬度至少為100mm,并用夾板將防水層夾緊。防水層與管道埋設件連接處的作法示意如圖4所示。
4抗浮錨桿處施工
4.1抗浮錨桿施工條件
1)抗浮錨桿施工完成,抗浮錨桿試驗合格。2)基礎墊層清理時必須將突出基層表面的異物、砂漿疙瘩等鏟除,并將塵土雜物清掃干凈。3)找平層抹完,待找平層強度滿足防水施工后清理干凈。4)其余同底板防水施工作業條件。
4.2施工工藝流程
基礎墊層清理 抗浮錨桿孔用M30水泥砂漿填平1:2.5水泥砂漿找平層4mm厚SBS防水卷材施工建必特熔化于鋼筋周圍不小于100mm,厚度不小于4mm刷聚氨酯以抗浮錨桿鋼筋為中心做100mm直徑,抗浮鋼筋上返高度100mm,涂刷厚度3遍1.5mm防水砼保護層。
4.3施工要點
抗浮錨桿孔洞低于墊層表面50mm清理干凈。聚氨酯防水涂料施工的過程中注意聚氨酯防水涂料涂刷厚度均勻,并且沿抗浮錨桿鋼筋上返100mm。SBS防水施工中注意抗浮錨桿處鋼筋根部的處理要加強,并保證和鋼筋間粘接牢固。
5質量檢查及成品保護
5.1 質量檢查
防水層施工中,每一道防水層完成后,應由監理、業主進行檢查,合格后方可進行下一道工序施工。1)提供認證、復檢、技術指標、合格證等資料。2)卷材的搭接縫以及附加蓋口條,必須粘結牢固,封閉嚴密,不允許有外觀缺陷存在。3)卷材與穿墻管之間應牢固粘貼,卷材末端收頭部位應封閉嚴密。4)不允許有滲漏水現象。5)密封防水處理部位應經檢查合格后方可隱蔽。
5.2 成品保護措施
嚴防各種工具及雜物碰壞防水層。減少人員走動,防止穿帶釘鞋損壞防水層。做好的防水面嚴禁堆放工具及材料。在澆筑細石混凝土保護層時,運送混凝土小車的鐵腿必須用橡膠卷材墊好,并要捆綁牢,避免小車鐵腿損壞防水層。如發現防水層損壞要立即修補。
6結語
建筑工程地下室防水工程是關系著建筑物結構主體自身的穩定性和使用壽命,只有在施工過程中正確落實防水施工技術措施,嚴格控制施工質量,才能真正確保地下室防水工程的施工質量,從而切實有效的避免滲漏這一質量通病的出現。本文通過工程實例,詳細總結了建筑工程地下室防水施工技術及要點,嚴格按照設計要求和施工質量驗收規范進行施工,收到了良好的質量效果,順利通過分部工程質量驗收,得到各方一致好評。
參考文獻:
[1]《地下防水工程質量驗收規范》(GB50208-2002)。
[2]《建筑工程施工質量驗收統一標準》(GB50300-2001)。
[3] 建筑工程質量通病防治手冊(第三版)[M].中國建筑工業出版社,2002.
【關鍵詞】城市;地下工程;施工現狀;對策
隨著我國城市的發展,城市建設越來越重視地下工程的開發工作。地下工程施工需要面對復雜的地質環境條件,施工的條件惡劣,施工的難度要更大。一般來說,地下工程施工工期比較長,而且風險性高。我國在地下工程的施工過程中,由于施工能力不足等原因,仍然存在一些問題,正確解決這些問題,才能實現我國地下工程施工能力的提升,并且保障地下工程施工的效果。
一、地下工程施工現狀分析
我國城市地下工程施工已經開展有一定的時間,這期間形成了我國地下工程施工的特點,但也存在一些缺點,主要是對于施工安全的控制能力欠缺。可以說,我國城市地下工程施工中事故的發生是較為頻繁的,死亡人數也居高不下,這個情況必須引起相關部門的重視。總結起來,我國目前城市地下工程施工中的安全問題產生原因主要有:
(一)施工企業盲目縮短工期
縮短工期,雖然可以減少施工企業的施工成本,但同時也給施工工作帶來了非常大的安全隱患。盲目縮短工期會違背地下工程施工的客觀規律,導致施工人員一味趕工期的同時忽視了安全防護措施,形成安全隱患進而導致安全事故的發生。施工企業盲目縮短工期的行為是非常不可取的,因為工期縮短的同時就意味著應當具有的施工工序被忽視和撤銷,其中安全防護措施使最容易被撤銷的,因為安全防護措施對于施工的進度提升沒有幫助,僅僅是對安全起到防護作用。而且趕工期還會造成施工設計方案不夠完善,施工方案完善與否也是施工安全的一個重要決定因素,在施工方案不夠完善的情況下就進行施工,尤其是面對地下工程施工時的復雜條件,自然會大大增加安全事故發生的幾率。
(二)安全防護資金投入不足
城市地下工程施工中,安全防護工作必然離不開資金的支持。一些建筑企業為了追逐利益,盲目節省工程成本,減少安全防護的投入,導致安全設施不能滿足防護需要,導致安全事故頻發。安全防護資金投入不足的問題,在我國城市地下工程的施工中較為普遍,這種現象雖然節省了建筑企業一時的資金開支,卻很容易給施工人員的生命造成威脅,并且會降低施工的質量。當然,安全防護資金的不足還可能是由于城市地下工程施工投入不足造成的,在這樣的情況下,施工企業更不可盲目開工,應當等資金完全到位,可以確保安全防護資金足夠時,再進行地下工程施工工作。在資金不足的條件下施工,必然使安全防護能力降低,很容易造成安全事故的發生。
(三)施工人員安全防護技能差、安全意識低
施工人員素質不足,是當前建筑施工領域普遍存在的情況,在城市地下工程施工過程中,同樣存在人員素質問題。一些施工人員無證上崗、安全意識差、安全防護技能不足,很容易造成安全事故的發生。而且城市地下工程施工人員多為農村來到城市打工的農民工,文化水平低,對于安全問題重視程度不夠,更沒有經過安全技能培訓,導致施工過程中形成了嚴重的安全隱患。對于施工人員導致的安全問題和安全隱患,必須重視起來。國家已經通過《安全生產法》等對城市地下工程施工人員的安全防護技能進行了規定,嚴格按照規定的標準執行,將會減少安全事故發生的幾率。
(四)施工單位安全防護能力不足
一些城市地下工程在招標過程中違反規定,走人情關系甚至收受賄賂,把工程包給不具備足夠的地下工程施工能力的建筑企業,導致在施工過程中不能對安全防護工作進行嚴格的把關,造成安全事故的發生。這種施工單位能力不足的情況在實際施工過程中確實存在,針對這個問題應當引起相關部門的重視,通過合理的招標程序和嚴格的監管,保證具備足夠施工資質的施工單位進入施工流程,提升施工的安全性。
二、針對城市地下工程施工現狀的提升對策
我國目前城市地下工程施工過程中存在的安全問題,其形成原因主要是人的原因,而不是施工能力不足的原因。因而,采取相應的對策來控制人的行為,可以有效地提升城市地下工程施工的安全性。具體可以應用以下一些具有足夠可行性的對策:
(一)城市地下工程施工安全監管權交給第三方
監管應當具備足夠的客觀性才能發揮其實際效果,把城市地下工程施工的安全監管工作交給和施工單位沒有利益瓜葛的第三方,可以大大提升施工安全監管的客觀性,保證施工過程中的安全隱患能夠及時被發現,安全問題能夠及時得到解決,從而大大提升城市地下工程施工過程中的安全性提升。對于第三方的安全監管行為,應當制定完善的監管制度,并嚴格執行。對于存在安全隱患的城市地下工程施工企業要及時上報,嚴肅處理,從而達到對所有施工企業的警示作用,形成安全性足夠的城市地下工程施工氛圍。
(二)應用現代化、高效化、信息化的安全監測手段
信息化社會的到來,讓各種信息化的安全監測技術應運而生,在城市地下工程施工過程中,將這些技術結合實際情況充分應用起來,具有重要的現實意義,可以達到提升監管效率和準確性的效果。應用現代化的監測手段進行城市地下工程施工安全性的監管工作,已經在世界范圍內形成共識,我國在這方面也應當積極吸取國外的先進監管經驗,把信息化、現代化的檢測手段應用到實處,幫助實現城市地下工程施工安全性的實質性提升。
(三)提升對于施工企業的安全防護能力要求
城市地下工程施工條件的復雜性和危險性,決定了對于施工企業的安全防護能力要求是較高的。對于施工企業的施工能力,有必要在施工前進行審核,審核的內容涵蓋施工企業的施工經驗、施工設備、施工人員、施工技術等。對于施工企業制定的城市地下工程施工方案,也應當有專門的技術人員進行審核,保證其足夠的安全性和可行性后,才能應用到施工中。城市地下工程施工企業應當建立完善的風險管理體系,實現風險評估能力的提升,及時針對施工過程中的各種風險制定合理的對策,從而實現施工過程安全性的提升。
三、總結
城市地下工程的施工過程中,設計復雜的安全影響因素,并且安全影響因素會隨著施工的進行發生改變。面對地下工程施工的嚴苛條件,必須重視安全保護工作。我國目前城市地下工程施工過程中,最明顯的問題就是安全防護能力不足、安全事故頻發。相關部門必須根據我國城市地下工程施工現狀,積極尋求解決方案和提升措施,應用科學合理的方式方法實現我國城市地下工程施工過程中的安全性提升。在這其中,需要國家和企業的共同努力。國家需要制定完善的安全監管法律法規來對企業的安全防護行為進行約束,企業應當正確認識安全管理的重要性,以人為本,重視施工人員的生命安全,通過科學的安全管理手段保證施工過程中的安全性,最大限度地減少安全事故的發生幾率。
【參考文獻】
[1]梁波,洪開榮,梁慶國.城市地下工程施工技術在我國的現狀、分類和發展[J].現代隧道技術,2008,S1:20-26.
[2]梁波,洪開榮,梁慶國.我國城市地下工程施工技術分類及發展趨勢[J].公路隧道,2008,04:1-6.
關鍵詞:地下工程;施工技術;發展及展望
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A
引言
隨著地下空間建設的發展,我國地下工程的項目也在逐漸增加,而且都是大的工程項目。例如,西氣東輸、南水北調及青藏鐵路等重大工程,其中,像隧道工程等在其中不計少數。我國西部屬山區,所以建設中會出現冗長的隧道群。近年來,我國不但在地下隧道有研究,還對海底以及跨江通道等工程項目上也有很多的考察研究。不但如此,我國的空間開發網絡體系大多建在地表以下30m的地方,可見,地下工程在經濟迅速發展的社會將進入到蓬勃發展時期。
一、我國地下工程施工技術發展現狀分析
1、頂管法施工技術
水下長距離頂管施工方法是在地下水位以下直接長距離頂進管道,該施工技術的優點包括:無需在水下開挖土方或挖槽、無需任何降低水位的輔助措施、造價低、施工速度快、降低特殊環境中的施工難度系數等。現階段,水下長距離頂管施工技術在國外多個國家亦得到了廣泛的應用。隨著地下工程施工規模的擴大及施工要求的提高,我國鋼質管道長距離頂進施工方法取得了新的突破,并在實際的工程施工中取得了成功。
2、沉井法施工技術
沉井法施工技術在我國地下工程建設中的應用時間較長,但就現代地下工程建設中,沉井法施工技術的應用范圍依然較廣。沉井法施工技術的優點包括:技術簡單、占地面積小、挖土量少、造價低等。此外,沉井結構可用作地下構筑物的圍護結構,這樣一來,沉井結構的內部空間亦可被利用。鉆吸法沉井新工藝是傳統沉井法施工技術的創新,其由上海隧道工程公司首創。中心島式槽挖法也是基于傳統沉井法發展而來,其亦是由上海隧道工程公司首創。實踐證明,鉆吸法沉井新工藝及中心島式槽挖法在地下工程的應用具有可行性。
3、明挖技術(基挖技術)
隨著我國地下工程數量的增加和規模的擴大,產生了越來越多的深基工程,因而各種基坑維護及開挖技術也逐步被發展個完善起來。從支持技術方面來看,形成了重力式、土釘式、土錨式、支撐式等多種技術;從維護方法方面看形成了簡易圍護墻法、鋼板樁法、木板樁法、鋼管樁法、地下連續法、逆作法等多種方法。在此基礎之上,基坑工程的施工方法、設計方法、計算方法在近年來得到了不斷的創新和完善。近年來,基挖技術的發展呈現規模不斷擴大、深度不斷增加的趨勢,而為了適應城市建設對于地下工程施工技術越來越高的要求,基挖技術的設計及施工水平也相應的向著更高的水平發展[1]。
4、暗挖技術
4.1 盾構法
盾構法在我國始于二十世紀六十年代,如今已經被多次成功地運用到地下工程的施工中,這些地下工程以水工隧道和車行隧道為主。從機械裝備方面來看,盾構機械裝備已經從最初的網格擠壓式盾構、機械式盾構發展到今天的壓平衡盾構以及泥水加壓式平衡盾構法;從隧道襯的設計以及計算機設計的發展階段來看,已經由最初的起步階段,發展為今天的探索和發展階段。
4.2 從礦山法到新奧法
在硬巖的開挖技術方面,我國已經取得了不小的成就,值得一提的是,我國已經擁有世界上最多的山嶺隧道,這說明我國在硬巖開發地下空間這一領域已經達到了世界領先的水平。從設計方法來看,我國的硬巖開發設計方法已經從最初的礦山法發展到今天的新奧法,控制重點也已經從巖體疏散壓力的控制轉移到巖體變形壓力的控制上來,而隨著計算機數值法的運用,我們對巖體的受力形變機理的分析也變得越來越準確;從施工工藝上來說,已經由最初的鉆孔爆破法發展為今天的TMB機施工法,隨著新技術的應用和新設備的開發,硬巖開挖的施工呈現出機械化程度越來越高的發展趨勢。
5、托換技術
在城市的地下空間開發過程中,我們難免遇到新舊設施沖突、空間交叉等問題,托換技術由此應運而生。托換技術的產生,不但有效解決了原有建筑設施與新施工的地下工程之間的矛盾,還實現了對原有建筑設施的地基或者其他需要處理的部分進行加固和修繕。經過多年的實踐探索,我國的已經形成了種類齊全的托換技術,其中包括:基礎擴大托換、預式樁托換、坑式托換、壓入樁托換、樹根樁托換、打入樁或灌注樁托換、錯桿靜壓樁托換、基礎減壓和加強剛度托換、地下鐵道穿越托換、化學加固法托換等等。根據地下工程的具體施工條件和施工要求,選擇或組合不同的托換施工技術,能夠實現對原有建筑設施的保護和對新的地下工程的科學施工[2]。
二、我國地下工程施工技術發展趨勢探究
在我國這樣一個經濟、科技發展迅速的大國,城市地下工程技術是不會趨于落后趨勢的。從我國現有實際情況出發,城市地下工程的主流趨勢是:立足于城市的整體建設和需求,要加大TBM和盾構機的引進、應用和開發。并且站在城市可持續發展的思路上,開發的方向該是降低成本,提高質量,施工速度快,使用壽命長及沒有污染等。除此之外,盾構技術還要在其它各個方面有所提高,像創新,如何省時省力,并且還要提高效率。還要對隧道掘進機和混合型盾構掘進機加大研制開發和利用。通過研發,發現新的功能,并把創新的功能很好地應用到地質條件差的地方去,還要使掘進機向著自動化,高科技的創新化和隨著科技的進步對機器進行智能化的改造。異行斷面盾構掘進機的開發研究,它是地下工程開挖的高科技設備,具有挖掘快、安全經濟等特點,現今有一些雙圓盾構、自由斷面盾構、局部擴大盾構、MMSF盾構等施工技術。采用異形斷面盾構技術能大大的減少開挖面積,減少切削土量等,從而提高了開挖效率和空間的利用率。不但如此,還要加大發展淺埋暗挖技術、沉管技術、沉井技術、非開挖技術,促進中小口徑頂管掘進機的標準化、系列化和推廣應用[3]。還要充分利用信息技術來提高施工技術的水平,對大量的施工信息進行采集分解和分類處理,通過信息技術對施工過程進行調整和優化。施工監測技術也對施工過程有很大的影響,像三“S”技術,對地下施工環境及地表和地下產生位移數據進行監測,然后開發自動監測分析系統;地下空間的仿真模擬實驗,更好地詮釋了地下工程施工技術,通過實驗,積極探索施工時地質與生態環境的相互作用和影響,更好的為地下施工的安全提供依據。通過在這個過程中,對經驗不斷地積累和總結,及時作出相關規范和技術標準的修訂。任何事情都要有一個規章制度,不能胡亂的進行,所以要制定城市地下工程規劃、勘察、設計、施工技術和經濟管理方面的規則,這樣有一定的標準,就可以按照規則來進行;雖然我國的地下工程施工技術在國際上水平很高,仍然要虛心引進、吸收國外的先進管路技術和經驗,對自身進行改造和自主創新。技術不能一蹴而就,要靈活運用,努力適應現在的城市地下工程的變化和發展趨勢,按照牢固樹立和堅持技術可行、安全可靠、經濟合理、環境友好的理念和原則,開發新的、高效的技術,努力實現地下工程施工技術(新材料、新機械、新工藝)及規劃勘察技術、設計計算技術、環境保護技術、安全防災與管理技術等的配套化應用、系列化應用、規范化應用和國際化的應用。
結束語
綜上所述,地下工程施工技術在不斷更新不斷發展的同時,還應該注意施工安全、經濟應用合理和環境保護等問題,從而才能確保地下工程施工達到安全施工,有效利用地下空間逐漸體現出來的巨大經濟效益和社會效益,此外,大自然是人類共同家園,故在施工時要因地質的不同來選擇適宜的施工技術方法,達到不破壞環境的目的。并且,地下工程是一項重大工程,有著廣闊的發展空間,人們要努力開發出新的技術來改變和美化這個世界。
參考文獻:
[1]王夢恕,張成平.城市地下工程建設的事故分析及控制對策[J].建筑科學與工程學報,2008(12):59.
關鍵詞:城市地下工程 , 病害原因,安全問題
Abstract: the engineering example on the basis of the city underground engineering safety hazards disease cause and the related safety problems of the comprehensive and detailed analysis are summarized, and put forward the corresponding index to evaluate the safety of underground engineering; The disease causes for underground engineering, from monitoring, construction and design of the proposes some countermeasures and methods to solve the problem of safety in underground engineering.
Key words: the city underground engineering, the reasons of these diseases, and security problems
中圖分類號:P624.8文獻標識碼:A 文章編號:
飛速發展的國民經濟進一步加快了城市化進程,隨著不斷擴大的城市規模和急劇膨脹的人口數量,環境惡化、生態失衡、基礎設施落后、交通擁擠以及建設用地緊張等情況,均不同程度地在全國各大城市出現。作為實現城市可持續發展的有效途徑之一,對地下空間資源的充分利用和開發逐漸引起了人們的重視。除了上世紀5、60年代建設的人防工程外,城市建設不斷地增加地下工程項目。
地下工程的相關安全性問題
在新建的地下工程項目施工過程中,開挖大量土方和在地層中施工是必須進行的重要環節,而由此可能引發一系列的地下工程病害問題,如:大幅度降低地下水位、地層變形過量或失穩等等,對周圍和地面的建筑物以及煤氣管線、供電供水、通訊和交通在內的各種城市生命線安全造成危害,其嚴重后果難以估計。只有以評估地下工程安全性為基礎,使防止病害的措施落到實處,才能順利實施地下空間的開發項目。隨著地下工程項目的不斷開發和上馬,越來越多的土木工程人員意識到,較大的風險性是地下工程的特點之一,地下工程作為系統工程,其結構和實施過程非常復雜,涉及到施工技術、原位測試、基礎工程、結構力學以及巖土力學等諸多學科。地下工程建設作為利用開發地下空間的主要依托,其內在有著不確定性的項目特點,因為施工過程中不完善的安全管理以及缺乏足夠重視各種安全風險,導致地下工程在施工過程中因為固有的一些問題:如支護局部遭破壞、攪拌樁墻體倒塌造成樁頂支撐斷裂等,直接影響了整體工程施工質量,致使工程遭受經濟損失。在現階段,盲目性和隨意性依然是地下工程施工的痼疾,往往使財產和經濟因安全失效而出現巨大損失。通過對城市地下工程相關安全性問題進行深入研究,根據上海、廣州等一些一線城市進行地下工程施工的實例,對地下工程施工過程中所普遍存在的問題進行歸納總結,并通過分析研究,提出相應的解決問題的一些方法和手段。其中,廣州荔灣區的一處深基坑工程,地面因施工而出現裂縫,致使附近一棟四層樓房發生嚴重傾斜,遭到嚴重破壞,其主要原因是地下水位因地層中所含的粗砂層裂隙發育而大幅下降造成,導致了300萬元的直接經濟損失;另外,廣州中山八路的富力計量商品房在基坑工程開挖過程中,地下水載荷因下雨而增加,導致抗傾覆能力較差的支護樁發生傾覆、斷裂,嚴重破壞了基坑,損壞了地下電纜,由此造成工期被延誤,并大量撤離鄰近住戶,經濟損失較為巨大;此外,上海浦東張楊路商業購物服務中心的深基坑工程,在施工過程中因鄰近基坑施工干擾、速度過快的預制樁施工,大大降低了地層強度,致使破壞了局部支護,坑頂開裂、沉陷現象嚴重,坑底嚴重隆土,整個施工不得不進行停工搶險,造成了重大經濟損失。由此可見,地下工程在施工過程中所存在的問題,主要可以從監測、施工和設計三方面進行總結研究。設計方面,對場地地質情況的掌握不夠全面,未能深入了解地質問題,如洞穴、松軟夾層、易產生流砂地層和承壓水等,導致錯誤取值地層參數,出現不合理的設計方案,不正確的設計計算,尤其是計算土壓力等;施工方面,主要是未能符合要求的支護結構施工質量,地層強度因施工速度過快——尤其是過快的開挖速度——的擾動而被大大降低,常見的超挖情況,未能及時或適當處理滲水、流砂等事故等;監測方面,未能合理布置監測線(點)錯誤取值的報警標準或錯誤設置的監測參數,不準確的監測數據以及未能及時報警燈。只有從監測、施工、設計三方面同時入手,才能從整體上對地下工程的病害進行防治。
地下工程結構耐久性問題
地下工程結構的耐久性,直接關系到地下工程的施工質量、使用壽命和安全系數,是地下工程在施工階段進行之前、進行過程中以及完工之后需要全程考慮的重點問題。由于地下工程多為民防設施、基礎設施和交通工程,因此實質上人們的正常工作和生活與地下工程結構耐久性密切相關。結構耐久性嚴重不足是地下工程在施工過程中被忽略、忽視的一個突出問題。地下工程結構耐久性的強弱直接決定著整體工程的施工質量。在我國,一些地下混凝土工程由于處在地下潮濕環境,其工程結構的耐久性問題愈發突出嚴重。比如:天津市高新技術經濟開發區在半年時間內,就發現起皮開裂現象在地下混凝土排水管道表面已然普遍存在;僅1994年,我國在加固鐵路隧道的耐久問題上就投入人民幣超過4億元;在2003年春對鐵路進行突查時發現,出現不同程度損傷的隧道高達68.6%,其中有3345孔混凝土梁體發生開裂順筋,約有3300孔出現大面積銹蝕,有1763座隧道出現嚴重漏水,1948座隧道的銹蝕情況非常嚴重。這對當年及之后的鐵路運行安全產生了非常大的隱患。由此可見,如果在地下工程施工階段沒有對結構耐久性方面的專項技術研究和支持,漠視工程結構耐久的問題和現狀,將對工程的投資和使用壽命等造成非常嚴重的影響。
地下工程病害防治辦法
由于地下工程較為復雜的施工過程和工程設計,尤其是尚未成熟的包括土壓力理論在內的設計計算理論,致使諸多不確定因素存在于整個施工過程中,安全隱患如影隨形。為了使病害不再發生,使工程的可靠性得到提高,從監測、施工和設計三方面入手采取對病害的防治措施。
3.1 建立可靠的安全監測系統
為了避免事故發生,建立一套安全的監測系統以及時進行正確指導是必要措施。為了節約費用而對安全檢測系統的建立敷衍了事甚至是干脆完全忽視,結果造成出現重大事故導致巨大經濟損失,是一種因小失大,只顧眼前不顧長遠的錯誤行為。可靠有效的安全監測系統不僅是有用的,更是必須的。在設置安全監測系統的安全報警標準和監測參數時,一般支護結構的位移,如建筑物沉降和傾斜、各種管線位移、水平位移等,均直接影響到安全控制,因此應設為重要監測參數。
3.2 信息化規范化施工
由于施工過程中多發生安全性問題,因此應提高施工過程的信息化、規范化程度。首先進行規范化施工,對質量的管理進一步加強,使施工質量得到保證;其次是提高施工技術的信息化程度,以安全監測反饋信息為依據,對施工過程及時進行優化和調整,包括對施工參數進行優化和對施工順序進行調整,使施工效率得以提高,同時也保證了施工安全。最后是防患未然,做好應對事故的措施。
3.3 緊密貼合工程實際
作為一項異常復雜的系統工程,場地地質資料是地下工程設計最重要的依據,每個場地地質情況的特殊性比較明顯,因此要求緊密結合工程實際與工程設計。首先需要掌握完整的地質資料,包括各種設施、地下管線、周圍建筑物和場地地質等;其次是充分考慮土層參數、當地經驗和施工因素;最后是對施工參數進行及時、不斷地調整,以及時對工程施工進行及時準確的數據支持。
結束語
通過分析地下工程的施工實例,對城市地下工程安全性的病害原因進行總結,提出安全性評價指標及相應的評估系統,從監測、施工、設計方面提出防治病害的方法和措施,從而提高地下工程結構的耐久性、安全性和可靠性,提高城市發展建設對地下空間資源的利用率。防治病害的具體方法和安全評估系統,對于地下工程的施工和設計具有一定的參考實用價值。
參考文獻:
復雜地質條件下隧道和地下工程施工領域的探險隊
西安建筑科技大學隧道與地下工程工程研究所成立于2009年,近10年來,研究所結合我國基礎建設的需要,針對隧道、地下工程等與巖土介質力學特性和理論相關的難題進行基礎性研究工作,并注重解決隧道與地下工程建設中遇到的重大問題。在學校、學院的大力支持和幫助下,研究所在宋戰平的帶領下,研究方法與模式推陳出新.并創造了一個又一個復雜地質條件下的隧道施工的奇跡。“我們要不斷提高工程應用技術的研發效率和理論研究深度,以求達到理論與工程實踐的有機結合。”宋戰平說道。
我國幅員遼闊,地質結構復雜多樣,隧道與地下工程建設關鍵技術及地下工程環境保障技術就成了解決復雜地質環境條件下的重中之重。團隊針對山區城鎮工程建設中爆破施工擾動的突出問題,提出了“巖質地層懸臂掘進機施工技術”,從而有效拓寬了“銑挖法”施工領域,改變了我國巖質隧道與地下工程施工的固有模式。針對復雜環境和復雜斷面條件下的隧道和地下工程施工快速支護施工的關鍵問題,研發并實施的“單層襯砌結構設計方法及施工技術”,成功應用于亞洲第一長大公路通風斜井,解決了長陡坡斜井大體積混凝土施工困難,風險高、質量難以控制的等一系列技術難題。
“要致富,先修路”,我國西部地區一直是經濟“重災區”,道路就是其中的軟肋。結合我國西部鐵路、公路等基礎建設,宋戰平首次提出了“西部隧道地貌控水成災”的指導思想;結合工程實踐,提出并實施的“以地質地貌分析為基礎,隨施工進度分階段進行地質雷達配合紅外探水及掌子面素描分析為手段的多階段、多層次、多方法的綜合立體式超前地質預測預報技術”,降低了復雜富水地質條件下長大隧道施工的風險,實現了西部環境敏感區隧道地下水“零排放”的目標。針對西部地質復雜條件下的大斷面隧道軟巖的大變形問題等.提出并實施的“大斷面隧道擴挖讓壓釋放變形,其后注漿補強提高剛度增強抗力;變形平穩施作外圈加強支護形成封閉,其后進行二次襯砌確保安全”的大變形整體整治原則和技術,直接指導了蘭渝鐵路天池坪隧道、化馬隧道等工程的設計修正與施工,并廣泛應用在我國西北乃至全國同類隧道建設中。
針對我國西部新疆及中亞地區地質復雜、環境脆弱的特點,宋戰平及其帶領的隧道與地下結構工程研究所研發的“大斷面隧道旋噴加固全斷面施工技術”,成功推廣應用于我國“絲路”沿線的將軍溝隧道、新玉希莫勒蓋隧道等10余座隧道以及中亞的塔吉克斯坦喬爾馬扎克、吉爾吉斯斯塔的南北第二通道隧道等工程建設中,取得了良好的應用效果。在塔吉克斯坦喬爾馬扎克隧道建設中,塔吉克斯坦總統和總理先后多次視察隧道工程現場,塔吉克斯坦國家電視臺、電臺、報紙多次對隧道的安全、快速施工進行報道。
復雜環境條件下地下工程施工領域的開拓隊
近年來,宋戰平帶領下的西安建筑科技大學隧道與地下結構工程研究所先后參與了北京地鐵,天津地鐵、武漢地鐵,哈爾濱地鐵、西安地鐵等十余座城市地鐵的建設咨詢工作,科研成果豐碩。這一系列成果的取得,其背后不僅僅是辛勞和汗水,更多的是一份對工作的責任心在支撐著他們;成績對他們而言,不僅僅是榮譽,更多的是責任和激勵。
對于宋戰平團隊來說,正是有了那么多困難和險阻,他們也正是在這么高強度工作的壓力下,才能在隧道和地下工程技術上求得更多的創新和發展。被列為“北京市五個最難工程之一”的北京地鐵7號線雙井站具有“高承壓、大流量、補充源充沛的滲透性差異大的砂、粘土不規則互層的地層”等多重特點,宋戰平及其團隊通過細致的理論分析和系統數值模擬,提出并采用的“不同位置、斷面的非對稱導洞的承壓富水砂土互層“PBA”工法,成功解決了城市地鐵穿越重要地段采用“洞樁法”暗挖施工中上下導洞采用同一斷面造成的施工風險大、廢棄工程量多、施工時間長問題,工期提前60天。此外,宋戰平及其團隊提出并采用的“來水方向長排大井截排,工程圈內‘U’型降排,不規則層間滯留水真空降排”的綜合治理措施,實現了22m高承壓、滲透性差別2倍以上的不規則砂土互層地鐵車站的安全和快速施工。
關鍵詞:地下工程;工程地質問題;預防
城市地下工程具有現場環境條件復雜、施工難度大、技術要求高、工期長、對環境影響控制要求高等特點,是一項相當復雜的高風險性系統工程。但是,地下工程建設一般都在市區內,在其施工過程中常常會引起周圍地層的位移、變形、沉降與塌陷等環境地質效應,對周圍地面建筑物及基礎、地下早期人防和其他構筑物、公共地下管線和各種地下設施以及城市道路的路基、路面等都可能構成不同程度的危害,已經出現并且孕育諸多工程地質問題。
1 地下工程開挖引起的工程地質問題
1.1地面沉降
1.1.1地層初始應力狀態的改變引起的地表沉降:地下工程開挖是在存在初始應力場的地層中進行的,開挖引起地層初始應力狀態的改變,即二次應力場,它是由地層初始應力場與開挖引起的附加應力場的疊加應力場,對應二次應力場開挖的位移場僅是由開挖引起的附加應力場。地表沉降的主要機理是由開挖面的應力釋放,附加應力等引起地層的彈塑性變形。引起初始地應力狀態改變的主要原因有:
(1)地下工程開挖引起的附加應力;
(2)地下工程施工對地層的擾動和地層損;
(3)地下水滲流引起的地下水位的變化。
1.1.2土體的固結沉降:地下工程施工引起的地表沉降與時間有關。土體內部含水滲出,體積逐漸減少,這一現象成為土的“固結”。隨著土體的固結,土體的壓縮變形和強度逐漸增長。因此,土的固結所產生的沉降是城市地下工程施工中最值得注意的問題之一。根據地下工程施工的特點總結固結沉降的主要原因有:
(1)地下水位下降引起的固結沉降;
(2)土體空隙水壓力變化,引起土體的固結沉降;
(3)土體擾動后,重新固結后產生沉降;
(4)土體的次固結和流變。
1.2洞室圍巖失穩
地下開挖后,洞壁圍巖由于失去了原有的巖體的支持而向洞內產生松脹變形,如果變形超過了圍巖所能承受的能力,圍巖就會被破壞。圍巖的變形破壞程度常取決于圍巖的應力狀態、巖體結構和洞室的斷面形狀等。洞室開挖使地下原來的應力狀態被破壞,圍巖應力重分布,產生變形位移。
均質巖土體中應力未達到或未超過其強度以前,在開挖過程中的變形,以彈性變形為主,變形速度快,變量小,瞬時完成,一般不易察覺;當應力達到或超過巖土體強度時,塑性變形十分明顯,發生壓碎、拉裂或剪破。當巖體強度主要由結構面控制時,與上述情況基本一樣,但當結構面組合構成圍巖不穩定條件時,巖體除了彈性變形外,塑性變形也比較明顯,它表現為圍巖分離體(巖塊)的相互錯動,圍巖松動時圍巖穩定性降低,為進一步松動創造了條件。
1.3斜坡破壞
斜坡破壞主要發生在山區城市,除直接經濟損失外,還可能造成人員傷亡,其原因主要是:由于自然地質作用和工程地質作用引發的,而工程地質作用造成的斜坡破壞較自然地質作用頻率大。當然決非任何斜坡破壞都能稱為地質災害,但斜坡破壞確屬重大的地質災害類型之一。
斜坡破壞主要形式為滑坡,其影響因素主要有巖性、構造、地形、地震、降雨及人類活動等。其中,許多山體滑坡現象是由地下工程活動引發的,即主要是由于地下工程的開挖或采掘影響到了上部的山體,使巖體開裂,地面傾斜,并在一定條件的配合下,導致山體失穩形成滑坡。在隧道建設中,滑坡現象主要發生在淺埋、偏壓及進出口等地段,其危害常常比較嚴重。為評價斜坡巖土的穩定性,預防斜坡破壞導致的地質災害,認識引起斜坡破壞的內在原因與外部條件,掌握其運動發展規律顯得非常重要,尤其是當前在城市這個人類經濟活動的密集區,斜坡破壞造成的經濟損失和人員傷亡都是巨大的,都是由于工程活動不合理造成的。
1.4地下水污染
在城市環境地質中地下水的不良作用主要表現為地下水的侵蝕。地下水的不良作用和地下水污染主要由人為引起。隨著經濟持續穩定發展,人類活動加劇,對地下水的污染越來越嚴重,主要表現為:多數城市垃圾隨意堆放;工業廢水和廢液不經處理或初步處理后任意排放。首先污染地表水,經地表水補給地下水或滲入地下水,再污染地下水,使地下水具有侵蝕性,對城市的建筑物基礎及地下工程不斷侵蝕破壞。
2 防治措施
2.1開展詳盡的工程地質勘察
工程地質勘察資料是地下工程施工的重要依據,通過詳細的工程地質勘察,為設計施工提供需要的參數和指標,確定合理的開挖方案、開挖步驟,如果地下工程建設所涉及勘察資料不詳細、不準確,勢必給支護工程帶來事故隱患。
2.2做好開挖方案的優化選擇
地下工程的開挖方法很多,以基坑工程為例,有分層全開挖、中心島式開挖等等。開挖順序不同,引起的位移不同,中心島法的開挖順序就比從一個方向按順序向另一個方向的開挖方法,對基底隆起和樁后地面沉降有一定程度地減少。因此,基坑開挖時應做好開挖方案的優化選擇。
2.3實行科學的降水設計
水是影響基坑工程穩定的重要因素之一,從實際統計資料來看,約有70%的基坑事故與地下水有關,因此,地下工程建設中應特別注意地下水的影響。地下工程建設絕大多數都需要進行人工降低地下水。要降低地下水位,就要合理地選擇降水方法,在此基礎上進行人工降水的方案設計,以及進行降水方案的水位預測,通過預測進行降水方案的優化,從而達到最佳的降水方案。
2.4做好現場監測,開展信息化施工技術
地下工程是土體與圍護結構體相互共同作用的一個動態變化的復雜系統,僅依靠理論分析和經驗估計是難以把握在復雜的開挖和降雨等條件下支護結構與土體的變形破壞,也難以完成可靠而經濟的開挖設計。通過施工時對整個工程進行系統的監測,可以了解變化的態勢,利用監測信息的反饋分析,就能較好地預測系統的變化趨勢。當出現險情預兆時,可做出預警,及時采取措施,保證施工和環境的安全;當安全儲備過大時,可及時修改設計,削減圍護措施。
2.5積極采用新技術、新方法
工程實踐證明,采用基坑內降水、坑內側土體加固(化學灌漿、石灰樁加固等)、及時支撐并預加軸力、增加擋墻的入土深度、墻外地層中筑帷幕、坑內降水坑外注水、分步開挖、逆作法施工、信息反饋施工法的采用等,對改善基坑變形、提高其穩定性有重要意義。計算機技術方法應廣泛地應用到地下工程建設中,如進行數據分析與計算、計算機制圖、計算機輔助深基坑設計、信息施工與管理等領域具有十分廣闊的前景。
關鍵詞:風險評估;地下工程;風險管理
日益發展的經濟帶動著我國基礎設施建設的步伐,在城市中各種用途及規模的地下工程項目紛紛上馬,加快了城市化的進程,同時也帶來了一定的風險。不完善的施工管理和不斷增加的規模和數量,導致在施工建設地下工程項目時事故頻發,造成人員傷亡,使經濟遭受重大損失。
1 分析地下工程中的風險因素
影響社會范圍較大、較多的不可預見風險因素、較多的施工項目、較長的施工周期以及投資規模較大是地下工程建設的特點。風險的發生包括外在和內在因素兩個方面,主要包括有:人為因素、復雜的工程建設周邊環境,以及工藝水平和工程施工技術、水文地質和工程地質條件的復雜性等。
1.1 水文地質和工程地質條件的復雜性
水文地質和工程地質條件主要指:水的腐蝕性、巖土的滲水性、地下水的發育和分布情況,以及巖土體的力學性質、巖性和地層分布等。地質勘探由于所固有的局限性,分析水文地質和工程地質條件的工作,只能以個別測試點對場地情況進行測試分析,且由于室內和現場試驗設備條件的限制,誤差對巖土體力學參數的影響往往很大。通過實踐可知,較大的空間變異性和不連續性,是場地的水文地質和工程地質條件的特性,地下工程由于這些復雜因素,從而在定性上具備了極大的風險。
1.2 工藝水平和工程施工技術
施工隊伍的業務水平和施工機械設備的精度,都直接影響到地下工程的工程建設風險。由于較為復雜的地下工程工藝水平和工程施工技術,因此最為重要的一點即是如何把握好工藝和理解透施工方案,不同的施工方法應對不同的地質條件,工程建設的風險系數會因為任何一點的失誤或不足操作大大增加。此外,工程建設風險系統也收到施工人員的安全情況,以及較差的施工條件和較長的工程周期影響。
1.3 施工周邊環境的影響
施工現場周圍的建筑物和周邊環境,無論在地下工程施工建設時采取何種工藝和手段,都會不可避免地收到一定程度的影響。周邊環境包括:周邊社會群體和環境、周圍道路和管線狀況、具有文物價值的建筑物、地下工程與建筑物的距離以及地面建筑物的類型等,工程建設的風險系數會因各種因素而上升。
1.4 施工組織、項目管理和工程建設決策的復雜性
在地下工程運營期、施工、設計和規劃的全壽命周期內,施工組織安排、工程項目管理以及工程建設的決策是最為重要的環節。比之于其他項目,地下工程具有較大的風險投資和極強的隱蔽性等特點,任何一個階段都會在組織、管理和決策上遇到困難。因此從立項開始,如何合理選擇施工工藝、設計方案、工程場地;如何使環境所受到的工程影響降至最低限度;如何使工程建設的社會效益和經濟效益得到提高,以及如何使“可持續性”和“和諧”因素貫穿整個工程建設,每一個步驟的執行和決策都影響著工程建設的風險系數。由此可見,種類繁雜和多樣性,是地下工程項目風險因素的特點。較大的風險始終存在于工程運營、實施和決策等各個階段,同時整個工程項目的壽命周期也都有風險貫穿其中,為了保證順利實現工程建設項目,引入風險管理理論指導實際施工過程的做法迫在眉睫。
2 地下工程的風險管理辦法
作為一種上世紀50年代起,從德、美等國誕生出的管理辦法,是組成項目管理的重要部分。風險機理在隧道等地下工程中對于風險環境的孕育,以城市軟土地區盾構隧道工程施工為例,其承險體有生態環境、地下管線、地面建筑物和盾構隧道等等,不同的環境情況又會造成不同的損失模式。其中直接損失包括施工人員和盾構隧道構成的承險體;間接損失則包括破壞生態環境以及造成的對社會和環境的影響等。為避免因風險機理造成的直接或間接的損失而進行的風險管理,其過程主要分為風險監控、風險應對、風險評價和風向分析4步驟,其中又包括風險辨識、風險估計、風險評價、風險應對、風險追蹤和風險控制6部分。第一是風險辨識。對潛在于地下工程中所有的風險因素進行整理歸類和篩選,當部分風險因素嚴重影響到目標時,應給予重點考慮。風險辨識的方法包括流程圖分析法、事故樹分析法、現場調查法和風險清單分析法等。第二是風險估計。估計和分析風險因素發生的后果和概率。第三是風險評價。評價的基礎為風險分析,以相應的風險標準為根據,對可否接受地下工程中的風險進行判斷,以及安全措施是否需要更進一步。第四是風險應對。將實際情況和風險大小相結合,使處理風險的對策的提出更具有針對性和合理性。常用的手段包括:風險修正、風險合并、風險分散、風險自擔、風險轉移、損失控制和風險回避等。第五是風險追蹤。對風險采取應對措施后,跟蹤觀察風險的變化發展情況,督促實施風險應對措施。第六是風險控制。以風險追蹤為基礎,以風險的變化情況為根據,使風險應對措施能夠及時進行調整。
3 地下工程風險管理研究現狀及問題
我國的地下工程風險管理比之于發達國家,仍然處于起步階段。相對比較短的工程實踐和研究時間,較晚起步的地下工程安全風險管理研究應用,而且研究在管理方面的進展也是初步的。不過我國已經在上世紀末陸續開展了相關學科的研究工作。上世紀90年代,丁士昭教授對我國的上海、廣州地鐵隧道工程中的保險模式及建設風險進行了研究;黃宏偉等人所開展的風險管理研究,其研究重點在地鐵運營和建設階段,在整體上給出如何控制、分析地鐵不同階段中風險因素的思路;分析基坑工程風險方面,毛金萍、仲景冰和李惠強等人在分析深基坑支護結構方案風險時采用了事故樹的模式;以同濟大學為主,對滬崇通道的財務分析、運營事故控制以及施工風險管理等各個方面所進行的風險評估研究,是國內第一個大型項目中應用到風險分析技術。近些年,實際工程領域中,安全風險管理的發展較為迅速,尤其是在地下工程項目中,風險評估與分析得到了大量的應用。地下工程在實際應用安全風險管理時,其實施負責的主體是各個巖土工程咨詢公司和科研單位。一些工程科技公司自主研發的管理系統軟件已經在建筑工程、越江隧道和地鐵工程等多個領域得到了廣泛應用。目前地下工程的安全風險管理實踐與研究在我國的發展已經取得了實質性的突破,但風險評估與分析扔是目前側重的主要方向,監測系統是布置和開展較多的方面,未能深入研究控制方法和風險預警,安全風險管理系統的整合尚不統一,已經開發的安全風險管理系統,其功能較為簡單,對基礎數據和地理信息系統的支持不夠,且較低的信息化水平,使信息化風險管理平臺的建設不足,適合地下工程建設實際和符合安全風險管理體系的系統平臺極度缺乏。目前我國地下工程風險管理依然存在著如下問題:風險管理體系仍然較為被動;缺乏有效規范的風險管理及風險接受等級和準則;相對分散的風險管理系統以及錯誤認識風險評估標準和對風險的定義等。
4 結束語
較差的施工條件、較多條件對施工的制約、復雜的周邊與地質環境以及難度較高的施工技術都是地下工程施工過程中的不確定因素,地下工程建設施工所面臨的技術核心難題即是地下工程的風險管理。對該系統和管理辦法的不斷研究和完善,對于規避地下工程施工時所面臨的風險具有非常重要的作用。
參考文獻
[1]航.姜樹元.風險管理[M].臺北:中華企業管理發展中心,1998
【關鍵詞】地下建筑工程;施工技術;發展趨勢
中圖分類號:TU74 文獻標識碼:A 文章編號:1006-0278(2014)07-157-01
一、引言
隨著我國經濟建設發展,城市化的進程不斷加快。城市化進程加快帶來了一系列問題,如城市建筑用地緊張、生存空間擁擠以及交通阻塞等,這些均給人們的居住帶來了很大的影響,同時給城市的可持續發展帶來了很大的障礙。由此,綜合開發利用城市地下空間變得愈發重要。
地下建筑工程的施工技術作為施工的前期環節和主要組成部分,是決定城市地下建筑工程成敗的關鍵因素。因此,對其進行系統的總結分析和評價,就具有重要的現實意義。
二、我國地下建筑工程施工技術的現狀
施工技術包含兩方面內容:施工方法及具體的施工手段。我國地下建筑工程施工技術由開挖技術、支護技術以及施工輔助技術共同組成。
(一)開挖技術
我國地下建筑工程先后采用了明挖法、暗挖法、蓋挖法、盾構法等施工技術,這些技術的研究與應用有些已達國際先進水平。
1.明挖法
明挖法是從地表開挖基坑或塹壕,修筑襯砌后,用土石進行回填的淺埋隧道、管道或其他地下建筑工程的施工方法的總稱。其主要施工技術有地下連續墻、蓋挖法以及沉管法等。
(1)地下連續墻:是在基礎中沿軸線開挖深槽,放入鋼筋籠,再用混凝土澆筑筑成墻壁的一種施工工藝,在軟弱的沖積層、密實的砂礫層及巖石的地基中均可施工。
(2)蓋挖法:是指由地面向下開挖至一定深度后,將頂部封閉,其余的下部工程在封閉的頂蓋下進行施工。主體結構分順做和逆做兩種,其中逆做施工較難。由于施工安全,占地少,且對居民生活干擾少,蓋挖法在城市地下工程中已得到了廣泛的應用。
(3)沉管法:是預制管段沉放法的簡稱,在水下隧道施工中已得到了廣泛的應用。具體施工是將預制的鋼筋混凝土管沉入水下設計位置修筑水下工程。
2.暗挖法
在我國,大量的線性地下空間均是以暗挖法作業的。其中在隧道設計施工技術中有兩項關鍵技術:一是適合于軟土(巖)地區的盾構法;二是適合于硬土(巖)地區的礦山法(及TBM法)。
(1)礦山法:礦山法是一種傳統的施工方法,主要用鉆眼爆破方法開挖斷面二修筑隧道及地下工程。
(2)TBM法:隨著施工機械化程度的提高,礦山法逐漸被TBM法取代。TBM法即掘進機法,它主要應用于挖掘隧道、巷道及其它地下建筑,它相比于礦山法,具有施工更加安全,掘進效率高以及施工質量好等優點。
(3)盾構法:是暗挖法施工中的一種全機械化施工方法,主要用于城市地鐵施工,它具有快速、安全的特點,并且施工中不影響地面交通及地下管線等設施,無噪音污染。但新型盾構的設備昂貴,而且盾構施工對斷面尺寸多變區段適應能力差。
(二)支護技術
支護技術主要是指在特殊地質條件和建筑環境下采用的用以加固圍巖和地基的技術措施。它與開挖技術通常是相輔的,目前,在地下建筑工程中,應用較廣泛的支護技術有:管棚支護技術、錨噴聯合支護技術及托換技術。
(三)施工輔助技術
1.巖土加固技術
(1)凍結法:是在不穩定含水地層中修建地下工程時,借助人工制冷手段加固地層和隔斷地下水的特殊施工方法,目前主要應用于城市地鐵施工。
(2)SMW技術:即新型水泥攪拌樁墻,具有對周圍地層影響小、施工噪音小、無振動、工期短以及經濟性好等優點。
2.防水技術
防水技術在城市地下工程領域中的重要內容及關鍵技術之一,我國隧道及地下建筑工程防水方法大致可分為兩類:構造防水盒材料防水,從形式上可分為:水密性防水、泄水型防水和混合型防水。
3.環保技術
城市建設不可避免的會對環境(自然、社會兩方面)帶來影響,這些影響會給產能過剩可持續發展帶來很大的障礙,因此,環保技術愈發重要。地下建筑工程環保技術分為計算分析技術、試驗監測技術、施工控制技術及污染防治技術。前兩者是環保技術的基礎,后者是其具體體現和最終目的,它們四者是相輔相成和辯證統一的。
三、我國地下工程施工技術的發展及展望
我國地下工程施工技術的發展趨勢:
1.重視TBM和盾構機的引進、消化、應用和開發。
2.大力發展淺埋暗挖技術、沉管技術以及一些施工輔助技術,使得施工更加自動化、省力化、高速化和經濟化。
3.逐漸將各種來挖技術結合起來,使得施工更加迅速。
關鍵詞:地下工程 機電 預埋 敷設 施工技術
0概述
現代化建筑工程的施工中涉及的專業越來越多,如給水、排水、排污、消防、空調、強電、弱電等,而這些專業設計又存在大量的管線需要施工,有些則需要在土建施工中及時預留或預埋的。因此建筑施工中會進行許多機電管線的預留與預埋工作。
在地下建筑工程施工中,管線的敷設、預留或預埋工作更多更雜,而且地下工程由于具有防水抗滲要求,往往對機電管線的預埋敷設施工技術要求更為嚴格。筆者參與過多個地下工程的施工,對于機電預埋敷設施工技術工作有一定的體會,本文對此作些總結和探討。
1 接地體預埋焊接
大型建筑工程接地,可采用1083℃“放熱焊接”技術,即利用粉末狀的氧化銅和鋁產生高溫反應,整個焊接過程是在石墨模具中短短數秒內進行的,模具內溫度達到1083℃而施加在導線或主鋼筋表面熱量遠遠低于一般釬焊和錫焊。在建筑物基礎大底板中設置150mm2銅絞線水平接地主網和長度20m鍍銅鋼棒、樁基主鋼筋通過專用連接件,在大底板樁基上面敷設水平方格網,網格主材采用150mm2銅鉸線(40×4mm銅排),整個網格呈水平圓形、扇形分布,水平網格間距10m左右,如圖1。這種連接方法是利用氧化銅和鋁的高溫放熱反應而產生一個幾乎純銅焊接,其焊接點的載流能力(熔點)與導線載流能力相同,屬于一種固體分子的連接,隨著連接壽命的延續,不會產生松動和腐蝕現象。
圖1 接地水平方格網
這種網格接地體分為二部分,其一是采用Φ14?2mm鍍銅銅棒,每節供貨長度為2.4~3m,逐節打入地下,中間通過連接管使整根接地極達到10~20m長度。其二是利用樁基內主鋼筋和大底板水平、垂直主鋼筋。主接地網、樁基主鋼筋、大底板主鋼筋通過配套專用連接件,采用1083℃“放熱焊接”技術熔接成一體。在圓筒四周1.2m厚地下連續墻、0.8m厚鋼筋混凝土襯墻、筒體內結構柱等利用其主鋼筋,形成一個封閉的等電位籠子如圖3,其相互之間連接同樣選用150mm2銅絞線、配套專用連接件,采用1083℃“放熱焊接”技術熔接成一體。
2 暗管敷設
暗管敷設的基本要求為:穿越人防、非人防區域的電線管路、管口,管子連接處應作密封處理;電線管路應沿最近的路線敷設并盡量減少彎曲,埋入墻或混凝土內的管子,離表面的凈距離不應小于15mm;埋入地下的電線管路不宜穿過設備基礎。
2?1預制加工
1?鋼管煨彎:管徑為20mm及以下時可用手扳煨彎器;管徑為25mm及其以上時宜使用液壓
煨彎器。
2?管子切斷:用鋼鋸、割管器、砂輪鋸進行切管,將需要切斷的管子量好尺寸,放在鉗口內卡牢固進行切割。
3?管子套絲:采用套絲板、套管機。采用套絲板時,應根據管外徑選擇相應板牙,套絲過程中,要均勻用力;采用套絲機時,應注意及時澆冷卻液,螺紋不亂不過長,消除渣屑,螺紋干凈清晰。
4?測定盒、箱位置:根據設計要求確定盒、箱軸線位置,以土建彈出的水平線為基準,掛線找
正,標出盒、箱實際尺寸位置。
5?固定盒、箱:先穩住盒、箱,然后灌漿,要求砂漿飽滿、平整牢固、位置正確。現澆混凝土板墻固定盒、箱加支鐵固定;現澆混凝土樓板,將盒子堵好隨底板鋼筋固定牢,管路配好后,隨土建澆灌混凝土施工同時完成。盒、箱安裝要求如表1所示。
表1 盒、箱安裝要求一覽表
實測項目
要求
允許偏差
盒、箱水平、垂直位置
正確
10(磚墻),30(大模板)
盒箱1m內相鄰標高
一致
2
盒子固定
垂直
2
箱子固定
垂直
3
盒、箱口與墻面
平齊
最大凹進深度10mm
2?2管路連接
1?管徑20mm及其以下鋼管,必須用管箍螺紋連接。管箍連接加Φ6圓鋼焊接跨接套絲,不得有亂扣現象,管口銼平光滑平整,管箍必須使用通絲管箍,接頭應牢固緊密,外露絲應不多于2扣;管徑25mm及其以上鋼管,可采用管箍連接或套管焊接,套管長度應為連接管徑的2?5倍,連接管口的對口處應在套管的中心,焊口應焊接牢固嚴密。
2?管路超過下列長度,應加裝接線盒,其位置應便于穿線。無彎時45m;有一個彎時30m;有二個彎時20m;有三個彎時12m。
3?管進盒、箱連接:盒、箱開孔應整齊并與管徑吻合,要求一管一孔,不得開長孔。鐵制盒、箱嚴禁用電焊、氣焊開孔,并應刷防銹漆。管口進入盒、箱應用螺母鎖緊,露出鎖緊螺母的螺紋為2-4扣。兩根以上管進入盒、箱要長短一致,間距均勻、排列整齊。
2?3暗管敷設方式
1?隨墻(砌體)配管:配合土建工程砌墻立管時,該管應放在墻中心,管口向上者應封好,以防水泥砂漿或其它雜物堵塞管子。由頂板向下引管不宜過長,以達到開關盒上口為準。等砌好隔墻,先固定盒,后接短管。
2?現澆混凝土樓板配管:先找準確位置,根據房間四周墻的厚度,彈出十字線,將堵好的盒子固定牢,然后敷管。有兩個以上盒子時,要拉直線。管進入盒子的長度要適宜,管路每隔1m左右用鉛絲綁扎牢。
3?暗管敷設完畢后,在自檢合格的基礎上,應及時進行檢查驗收,并認真如實填寫隱蔽工程
驗收記錄。