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软土地层地铁盾构下穿车站咽喉区施工技术

时间:2019-07-16 05:56:26

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软土地层地铁盾构下穿车站咽喉区施工技术

咽喉区又称道岔区,是铁路车站-车场两端通过道岔、交叉渡线将各站线衔接在一起的区域。行车作业、调车作业及旅客列车车底取送都要经过咽喉区,在整个车站中位于咽喉区的设备和作业互相制约,影响最大。由于车站咽喉区布置复杂,作业量大,设备利用率高,不易改扩建,对客运站通过能力起主要限制作用,因此,咽喉区是整个车站的最薄弱环节[1]。

随着城市轨道交通建设规模的发展,既有铁路客运站日渐成为地铁的必选站位。地铁建设一般选择盾构法下穿铁路的方案。为保证换乘服务水平,地铁车站与铁路站房越近越好,线路施工不可避免地穿越道岔咽喉区。

下穿工程必须保证被穿越结构的安全和功能,而道岔是铁路中对沉降与变形控制要求最严格的区域。铁运〔〕146 号《铁路线路修理规则》规定道岔尖轨尖处的作业验收容许偏差管理值为±1mm。在长三角等软土地区进行盾构隧道施工,由于超挖和应力释放效应会引起地表沉降从而影响铁路线路几何形位[2];除了岔心的变形控制,并行多股线路的列车荷载会在下穿区形成叠加,进一步增加施工控制难度[3]。为此,须要分析下穿施工对铁路运营的影响,并确定轨道交通区间施工期间铁路站场须采取的应对措施以减小铁路安全风险。

数据收集。本研究计划访谈23家酒店,但由于各种原因,23家酒店中有9家表示无法安排面对面的采访。其主要理由包括:忙于营销活动而没有时间接受访谈;刚刚开业不久仍在制定他们的社交媒体营销计划;社交媒体营销计划受集团总部控制,且负责人不在海南;没有专门的社交媒体营销部门等等。另有3酒店开始愿意接受访谈,但在看完所问问题后拒绝了采访。最终实际采访的酒店数量为11家。

上海市轨道交通15 号线为上海市西部的南北向径向线,其中上海南站—百色路站区间在柳州路附近下穿上海南站东侧咽喉区和柳州路立交,共穿越11股铁路轨道。为确保工程顺利实施,通过方案比选、数值模拟、铁路通过能力计算、加固区设计、机械选型与养护、新型注浆材料应用、实时监控反馈、施工参数控制等形成一整套软土地层地铁盾构隧道下穿道岔咽喉区的技术措施。

1 方案比选

设计和施工方案比选包含节点站位方案、线路平面方案、加固方案3个阶段。

通过对元素的相关性进行分析(表2),发现Au与As、Ag、Sb间正相关性显着,相关系数分别为0.901、0.800、0.853,由此可见,As、Ag、Sb是金矿化的良好指示元素,很好的反映了矿体中Au的主要赋存矿物为毒砂。此外Au与Ba、Mn、Zn成负相关,当它们含量高时对矿体矿化极为不利。

节点站位方案包含原有规划方案、西侧桂林路方案与东侧柳州路方案,如图1所示。

图1 节点站位方案

原有规划方案中的上海南站既有预留土建结构因列车由C 型车升级至A 型车、4节编组扩容为6节而无法利用。此外,原方案须在北侧穿越16 幢居民住宅,环境影响及社会维稳压力较大,因此舍弃原方案。

桂林路方案与柳州路方案比选见表1。

表1 站位方案比选

项目线路长度/km线形条件柳州路方案(东)3.46差2段R=350 m曲线桂林路方案(西)2.91好1段小半径曲线线路换乘条件客流吸引条件施工对交通影响穿越铁路情况穿越建筑数量好好小差差大穿越地下结构东侧咽喉区4幢柳州路下立交西侧咽喉区0桂林路下立交、地铁暗埋段及其地下连续墙

西侧桂林路方案线路短、线型顺直,但与地铁1 号、3 号线及铁路上海南站不具备换乘功能;且盾构施工须穿越地铁1 号线暗埋段并凿除其38 m 深地下连续墙,工程风险大,因此没有选用。

东侧柳州路方案线型虽差,但可保证换乘距离不超过300 m,同时与旁侧商业地块一体化开发。桂林路方案和柳州路方案均须穿越上海南站咽喉区,轨道交通施工对铁路影响均较大。综合考虑采用换乘功能较好的柳州路方案,并通过进一步采取措施尽量减少对铁路运营组织的影响。

站位方案确定后对线路平面进行比选,轨道交通区间穿越国铁上海南站东咽喉区且周边环境复杂,控制因素(图2)包括柳州路立交钢筋混凝土框架结构及其搅拌桩基础,磁悬浮上海南站预留桩位,上海南站匝道桩基,国铁上海南站东咽喉区,长途客运站、邮政转运站、南广场基坑刚性桩基础。

图2 线路控制因素平面示意

按最小曲线半径确定的方案对比见表2。综合比较施工难度和下穿道岔的数量,采用方案2,出上海南站后采用半径为350 m曲线。

纵断面上,盾构隧道主要穿越承载力130 kPa 的中密粉砂层,局部位于承载力80 kPa 的软塑粉质黏土夹粉土层。

表2 线路方案比选

项目最小曲线半径/m下穿段线路条件盾构隧道施工条件正下穿道岔总数量复式交分道岔轨道交通运营条件方案1 450 R=450 m曲线段较好6组2组好方案2 350直线段较好3组1组较好方案3 300直线段、R=300 m曲线段差3组1组差

轨道交通区间与铁路相交处的地基采取空间需求小、加固质量可靠的二重管无收缩双液注浆工艺进行加固。该工艺采用二重管钻机钻孔至预定深度后采用同步注浆机注浆,并采用电子监控手段实施定向、定量、定压注浆,使岩土层的孔隙间充满浆液并固化[4]。

加固区平面如图 3 所示,分为 A 区、B 区。A 区紧邻柳州路立交,竖向加固范围为轨面以下5~29 m,超过隧道底部向下1 m;B 区加固范围为轨面以下5~20 m,覆盖流塑状、高压缩性的灰色淤泥质粉质黏土、淤泥质黏土层。

图3 加固区平面示意

2 数值模拟

为分析盾构施工对铁路路基变形的影响、地基加固的必要性,利用有限元软件PLAXIS 3D 建立包括岩土、隧道、加固体、路基及上部线路一体的模型(图4)。模型长230 m、宽190 m,深约70 m。土体采用硬化土体模型模拟,土层计算参数结合本工程地质勘察报告和相关的工程经验进行取值。隧道开挖引起的地层损失率取0.5%,按恒压掘进计算[5-7]。模拟盾构隧道穿越至每一股线路中心作为1个计算工况。

图4 有限元模型

各关键股道沉降计算结果见表3,复式交分道岔所在股道的分步沉降曲线见图5。可见,地基加固可减小轨道变形约32%~35%。加固后轨道最大沉降7.60 mm;最大高低不平顺值0.82~0.90 mm,证明方案具有理论上的可行性。

教师选择在自己的课堂上运用小组合作的教学方式,并不是教师安排好任务,让学生在一旁讨论,自己在一旁看着。而是需要教师参与到每个小组中,分析每个小组所面临的问题,为每个小组提出积极的解决方案。教师的课后时间是有限的,在课后不可能与全班学生都进行交流,所以学生对知识点的理解需要教师在课上进行了解。小学阶段的学生玩心重,他们是否觉得一节课有趣,是否愿意把自己的关注力放在课堂上,这与教师有很大关系,小组合作学习需要分工明确,需要教师合理分配每位小组成员,但是更需要教师参与到每个小组中。只要教师积极参与到所有小组中,就会立刻发现小组内合作研究的内容是否正确,才能立即对小组进行指导。

2.1.1 病情观察。在护理过程中护士必须了解患者的既往病史和基础病用药情况,以便进行重点而有针对性的观察和护理,观察患者神志是否清楚,口唇甲床颜色,生命体征变化,出入量平衡情况,痰液色、量、性质,大便颜色等并作好记录,发现变化及时告知医生。2.2.2 体温监测。对于发热的患者做好日常的生活护理,密切观察患者体温变化情况,按医嘱采取有效降温措施,如冰袋降温,温水擦浴。

表3 关键股道最大沉降 mm

股道51~57号道岔所在股道63号道岔所在股道77~83号道岔所在股道93号道岔所在股道未加固11.41 11.52 11.11 10.94加固后7.39 7.60 7.40 7.39

图5 加固后沉降计算结果

3 关键技术

3.1 施工参数控制

盾构到达前60 m 作为穿越该铁路的试掘进段,按20 m 间距设置了3 个横断面,分析土压力、推进速度、出土量、注浆量、注浆压力与地面沉降的关系,确保盾构稳定推进。

社区大学教师由于在学历背景和专业上受到的限制较少,从整体上看,社区大学教师的身份背景多元化也导致了该群体的流动性高。由于近年来专职的社区大学教师数量增加,教师的职业生涯路径规划逐渐清晰,其专业发展路径也得到了进一步的确认和稳固。另外,社区大学应重视教师的职业生涯发展及专业成长机制,以确保社区大学教师专业能力发展,在职称评定、工作待遇、评奖评优等方面进行全方位考虑。

同步注浆采用注浆量与注浆压力双控的标准进行,并采用新型相对质量密度大的单液浆。它是由砂、粉煤灰、膨润土、消石灰及外掺剂用水拌合成高密度、高抗剪、低稠度的塑性单液砂浆[8]。

以做大做强为目标,会计师事务所不断地进行合并再合并。国内的会计师事务所为了赶超国际“四大”,也在近内经历了4次合并风潮。最近一次合并风潮是在开始的,A会计师事务所也在此次合并中产生。会计师事务所的合并确实做到了做大,但是否做到了做强呢?市场占有率和竞争力的提高是否意味着审计质量的提升呢?

3.2 实时监测

工程中采用全自动监测系统对铁路进行实时监测。采用精度±0.5″的全自动全站仪,仪器自动搜索监测点,全天候实时采集数据,及时为施工提供反馈信息。

监测内容包括轨道和路肩的沉降、水平位移,以及接触网立柱的沉降、水平位移、倾斜度,均采用棱镜观测。沉降监测点与水平位移监测点重合。观测点布置如图6所示。

监测数据频率动态调整,最高每2 h 1次。穿越道岔区的变形控制值是类似工程的重难点[9-10],本案例中参照上铁工〔〕382 号《上海铁路局工务安全管理办法》并结合以往盾构穿越铁路变形监测要求和经验确定监测预警报警值,见表4。

图6 施工期测点布置示意

表4 监测预警报警值

监测项目结构竖向位移/mm结构水平位移/mm接触网立柱倾斜率/%单日预警值±1.6±1.6 0.08单日报警值±2±2 0.10累计报警值±10±10 0.50

经过实际施工检验,地基加固和盾构掘进期间轨道结构累计变形不超过4.5 mm,轨道结构变形满足各项控制指标,成功穿越了11股道的道岔咽喉区穿越。

4 技术总结

4.1 应由专业机构制定周密的方案

下穿道岔咽喉区须要在事前由各专业机构制定出详尽而周密的设计、施工、监测方案。

在设计方案的制订过程中,应对站位、线路走向的横纵断面进行多方案比选。比选过程中须要清楚各种限制条件如水文地质条件,铁路线路、站房及其他建筑的地基处理措施,铁路咽喉区的平面位置,铁路到发线与咽喉区的使用情况等,从而确定线路方案对道岔和尖轨的影响范围,并对工程可行性、换乘便利性进行综合对比。

在软土地区穿越铁路路基工程往往要对铁路进行地基加固,加固方案的设计应事先细化。由于铁路道岔咽喉区附近结构复杂、位置关系不规则,采用平面应变方法和经验公式计算地表沉降具有较大的局限性,应委托专业咨询单位对地基加固方案和盾构施工方案的影响建立三维有限元模型,计算盾构下穿施工引起的轨道变位、不平顺,预估变形速率,必要时调整设计方案。

施工和监测方案要周密。施工须确定合理的穿越时间,与铁路部门协调好咽喉区限速措施,尽可能安排在天窗时间或行车密度小的时间段施工;施工应有试验段方案。如需地基加固,应确保注浆点位、机械布置和场地安排满足铁路要求。

监测方案应与地表沉降影响范围一致,且地基加固和盾构穿越期间均须密集监测。监测方案实现精细化管理,确定向相关单位的信息反馈方式,并建立多方协调的风险应急预案。

4.2 施工机械保养和操作到位

在周密方案的基础上,须要确保各个施工机械保养到位、操作准确,以减小施工中的不确定性。

2.2 施肥 严酷的霜冻不仅造成我们肉眼可见的芽、花、新梢等变色、萎垂和组织死亡等现象,地下的根也会跟着受伤,反过来拖累地上部分生长的恢复。所以,受伤后的葡萄需要补充更多的营养才能尽快恢复到正常生长状态。但补什么、如何补,就没那么简单了。

本工程针对隧道穿越的砂性地层,选用了超挖量适中的新型盾构机,并采用了一系列针对性措施,例如提高刀盘开口率至40%,推进装置增加至16 组,螺旋机出土口安装防喷装置形成三道闸门,盾壳增设径向注浆孔、后配套增设二次注浆等。

穿越段的管片设计也有所调整,标准块和邻接块每块各增设2 个注浆孔,以提高二次补充注浆效果。为加强同步注浆效果,采用新型相对质量密度大的单液浆,通过严格控制施工质量,规范施工操作工序,有效控制地层损失率。

施工前,仔细地检查和保养盾构设备及同步注浆、二次补压浆设备,确保盾构以最佳状态进入穿越区域。

为了保证监测结果准确,采用多种监测措施确保数据准确性。地表沉降观测用全站仪精度提高至1″;盾构机内采取以静力水平仪和电力水平尺的自动化监测为主、人工监测为辅的监测方法。

盾构到达铁路下方前,对试验段数据进行仔细分析,掌握此段区间盾构推进时土体变形规律,优化盾构土压力、推进速度、出土量、同步注浆和二次注浆量、注浆压力,从而使盾构姿态保持较好的状态进入穿越段。

4.3 多方配合

多方配合是保证穿越道岔区工程安全的关键。由设计单位、铁路部门共同参与,研究线路方案的影响、道岔改移条件、列车过岔速度、铁路咽喉区站场运营综合条件。咨询单位通过精细化数值模拟确保下穿施工的影响可控。由多方共同决策,明确施工变形控制要求和方案可行性。

在西方,有这样一个好像是必须的现象,那就是只要抓现当代了,传统的具象水平就自然而然地滑坡了似的。不过就“不同”展而看,我们的具象能力照样强大,对传统研究的势头并未式微。

盾构施工监测单位和铁路工务监测部门保持密切沟通,施工前详细了解铁路线状变形情况,精确掌握穿越段各区域铁路沉降情况;监测点布设方案由相关单位共同确定,数据由多方测量并复核,确保铁路沉降数据准确。

各方建立协同的数据报送、报警和应急处理预案。正常情况下监测数据每日通过网络发送至施工、监理、代建、设备管理等相关单位联系人,并报送纸质版。若发现报警,立即口头通知施工方暂停施工,同时复核报警数据,复核无误后立即通知各参建方及设备管理单位、书面提出报警数据。事前组建监测报警分析小组,报警时根据小组意见实施停工或跟踪监测。

推荐理由:本书讲述了如何采取重大举措提升企业战略的成功概率。以几千家企业的“硬数据”为基础,指出哪些因素对企业的超常业绩至关重要,哪些因素则作用平平。麦肯锡第一本大面积使用卡通插图的公开出版物,三位合伙人耗时五年的诚意之作,一改经典麦府书籍的严肃脸,给读者带来活泼有趣的阅读体验。

穿越铁路咽喉段前,组织所有施工人员进行专门的交底会议,以书面形式记录交底内容及会议纪要并备案。

微电极是微流控芯片的核心部件,通过电信号来检测细胞的阻抗,以及通过施加电压之后所产生的电场来操控细胞的运动。由于电极对于电场的灵敏性要求很高,所以其导电特性对于内电场大小及分布有很大的影响[12]。在生物监测的微流控芯片设计上,电极在选择时需要考虑:导电性能、抗腐蚀性能、加工工艺以及生物相容性。通过对各种常见的电极材料比较,最佳的材料是铂金(Pt),主要是由于其具有延展性好、熔点高、导热导电性能好、化学性质极其稳定、不溶于强酸强碱以及具有独特的催化作用,符合微流控芯片电极的设计要求。

5 结语

上海地铁15 号线下穿上海南站咽喉区工程顺利实施,形成了一整套技术措施和管理方案。

(3) 维修程式多目标综合优化研究。维修程式涉及到维修资源管理、维修策略优化、维修作业地点设计、维修品质评价等多方面内容。维修集约范式的核心就在于“集约化”,而集约化目标实现的一个重要途径来自于维修程式的全局性、综合性等多目标优化。这将是维修集约范式研究的核心和关键。

在多方协调下,各专业机构进行了详尽的方案比选,制定出周密的设计、施工、监测、铁路限速和运营调整方案。采用斜向注浆对铁路路基进行加固,并采用高性能全新土压平衡盾构机和新型相对质量密度大的单液浆减少铁路咽喉区地表变形;使用自动化连续监测和实时反馈确保信息化施工。相关技术措施将下穿咽喉区工程地表沉降控制在4.5 mm 以下,可供类似工程参考。

参考文献

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