時(shí)間:2022-04-14 08:00:00
開(kāi)篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創(chuàng)造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇高速鐵道工程論文,希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過(guò)程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
前不久,國(guó)務(wù)院正式批準(zhǔn)《國(guó)家公路網(wǎng)規(guī)劃(2013-2030)》,其中包括了兩條大陸連接臺(tái)灣的兩岸高速公路。一是福州經(jīng)平潭到臺(tái)北的高速公路;一是廈門經(jīng)金門到高雄的高速公路。此前,中央政府已將建設(shè)京臺(tái)高速公路與鐵路列入全國(guó)公路規(guī)劃方案。實(shí)現(xiàn)海峽兩岸高速公路或高速鐵路建設(shè),最重要的是要建設(shè)海峽兩岸海底隧道。
隨著海峽兩岸關(guān)系的改善與發(fā)展,近年來(lái)有關(guān)建設(shè)臺(tái)灣海峽隧道的討論不斷增多。依目前形勢(shì)看,興建臺(tái)灣海峽隧道與建設(shè)連接海峽兩岸的高速公路或鐵路,面臨許多障礙,尤其是政治方面的障礙,但長(zhǎng)期觀察,建設(shè)連接海峽兩岸的海峽隧道與高速公路并非不可能。終有一天,建設(shè)海峽兩岸海底隧道將會(huì)成為兩岸共識(shí),若能在未來(lái)實(shí)現(xiàn),屆時(shí)阻隔兩岸的臺(tái)灣海峽將天險(xiǎn)變通途。
中華民族新夢(mèng)想
20世紀(jì)以來(lái),隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,全球海底隧道建設(shè)在全球范圍內(nèi)迅速展開(kāi),尤其連接英國(guó)與法國(guó)的英吉利海峽隧道于1995年建成,大大縮短了英國(guó)與歐洲的距離,加快、加深了英倫半島與歐洲的經(jīng)濟(jì)社會(huì)融合。
海峽兩岸盡管分割、分治上百年,中間只有短短的數(shù)年統(tǒng)一時(shí)間(1945年臺(tái)灣回歸中國(guó)到1949年敗退臺(tái)灣),但實(shí)現(xiàn)海峽兩岸統(tǒng)一與民族富強(qiáng)一直是中華兒女的共同夢(mèng)想。在漫長(zhǎng)的歷史進(jìn)程中,就不斷有人提出建設(shè)臺(tái)灣海峽隧道的設(shè)想。據(jù)臺(tái)灣媒體報(bào)道,1948年夏天,臺(tái)灣大學(xué)生提出建設(shè)臺(tái)灣海峽隧道的提議,希望將臺(tái)灣與大陸連接起來(lái)。到了上世紀(jì)60年代,大陸也有人提出要修建連接臺(tái)灣的海峽隧道建議。在海峽兩岸特殊的歷史大背景下,這種偶爾的提議與設(shè)想很難受到關(guān)注,自然不會(huì)引起足夠大的反響。
然而,在新的歷史條件下,在海峽兩岸關(guān)系發(fā)生重大變化的背景下,建設(shè)臺(tái)灣海峽隧道的設(shè)想再次被提議,而且逐步引起海峽兩岸的反響與關(guān)注。
1996年,清華大學(xué)21世紀(jì)發(fā)展研究院教授、著名工程專家吳之名遠(yuǎn)赴歐洲考察于1995年建成的英吉利海峽隧道工程。隨后,他發(fā)表了《英吉利海峽隧道工程的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和臺(tái)灣海峽隧道的構(gòu)想》一文,很快引起海峽兩岸學(xué)者與媒體的熱烈回應(yīng)。隨后,臺(tái)灣海峽隧道論證中心應(yīng)運(yùn)而生,各種關(guān)于臺(tái)灣海峽隧道的研討會(huì)相繼召開(kāi),其中福建省就舉辦了多次“臺(tái)灣海峽通道工程學(xué)術(shù)研討會(huì)”,探討臺(tái)灣海峽隧道的相關(guān)論文相繼發(fā)表,建設(shè)臺(tái)灣海峽隧道成為兩岸關(guān)系發(fā)展中的一個(gè)重大工程議題。
三種海底隧道方案
經(jīng)過(guò)海峽兩岸專家長(zhǎng)達(dá)十多年的研究論證,初步確定了三條可行的海底隧道方案:北線為福建平潭到臺(tái)灣新竹;中線為福建莆田到臺(tái)灣苗栗;南線為福建廈門到臺(tái)灣嘉義。在上述三種方案中,專家更傾向地質(zhì)條件穩(wěn)定、距離最短的北線方案。
北線海底隧道由福建福清經(jīng)平潭島到新竹市,采用橋梁與隧道相連接的方式,總長(zhǎng)144公里。其中,福清半島小山東島到平潭島娘宮段為跨海大橋,平潭到新竹為海底隧道,其中隧道海底部分長(zhǎng)125公里,陸地段長(zhǎng)19公里。專家評(píng)估認(rèn)為,北部隧道經(jīng)過(guò)地區(qū)海底地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,未發(fā)現(xiàn)斷裂帶,也未曾發(fā)生過(guò)7級(jí)以上的強(qiáng)烈地震,現(xiàn)今地震流動(dòng)屬中性,頻度較低,平均水深為60米左右。尤其是這一隧道兩端分別與省會(huì)城市福州與臺(tái)北市較近,較具經(jīng)濟(jì)效益。中線起于福建莆田笏石,經(jīng)南日島至苗栗,全長(zhǎng)128公里,位于福建與臺(tái)灣中部地區(qū)。地質(zhì)條件相對(duì)較差,水深超過(guò)70米,不如北部線路理想。南線福建廈門經(jīng)金門、澎湖島至臺(tái)灣嘉義海濱,跨海總長(zhǎng)207公里,其中海下174公里。可將福建廈門、金門、澎湖與臺(tái)灣本島連成一線,有著特別的經(jīng)濟(jì)意義,但地質(zhì)條件復(fù)雜,線路最長(zhǎng),投資最大。
上述三條臺(tái)灣海峽通道建設(shè)的建議,若能在未來(lái)實(shí)現(xiàn),也就意味著國(guó)務(wù)院提出的海峽兩岸高速公路的實(shí)現(xiàn)。這是海峽兩岸共同期待的臺(tái)灣海峽通道發(fā)展遠(yuǎn)景。
如果投資興建臺(tái)灣海峽海底隧道,造價(jià)巨大。英吉利海峽隧道全長(zhǎng)53公里,只有臺(tái)灣海峽隧道最短距離約150公里的三分之一。按目前世界海底隧道造價(jià)每公里27億元人民幣計(jì)算,未來(lái)可能會(huì)增加到每公里50億元,臺(tái)灣海峽隧道直接造成約需7500億元人民幣(也有專家預(yù)計(jì)為4000億至5000億元),加上其他經(jīng)費(fèi)預(yù)算,估計(jì)總造價(jià)會(huì)超過(guò)1萬(wàn)億元人民幣。
就海峽兩岸經(jīng)濟(jì)實(shí)力而言,由海峽兩岸共同負(fù)擔(dān)興建,通過(guò)政府、民間等多方籌集資金并不困難。盡管投資總額巨大,但每年的平均投資額則相對(duì)較小,兩岸分?jǐn)偩透菀滓恍:{隧道建成后,其經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益是非常巨大的。建成后,海峽兩岸之間的時(shí)空距離大大縮短,人員、貨物、車輛往來(lái)將會(huì)十分頻繁,僅一年間人員往來(lái)估計(jì)會(huì)超過(guò)數(shù)千萬(wàn)人次,真正實(shí)現(xiàn)海峽兩岸貨暢其流,物盡其利,人盡其便的目標(biāo)。尤其是興建過(guò)程,可能持續(xù)十多年,需要大量的資金、物力、原料、技術(shù)與人力的投入,對(duì)臺(tái)灣基礎(chǔ)建設(shè)工程與整體經(jīng)濟(jì)的拉動(dòng)是非常巨大的,可讓臺(tái)灣經(jīng)濟(jì)年平均增長(zhǎng)至少增加1.5個(gè)百分點(diǎn)。
海峽兩岸海上通道的打通,不僅加快兩岸經(jīng)濟(jì)一體化與社會(huì)一體的發(fā)展,而且有利于兩岸政治融合,在客觀上可有效遏制“”分裂活動(dòng),對(duì)兩岸的和平統(tǒng)一與中華民族的復(fù)興具有重大的戰(zhàn)略意義。
兩岸高速公路規(guī)劃
在現(xiàn)階段,興建臺(tái)灣海峽隧道仍是一個(gè)較為敏感的話題,中央政府對(duì)此表態(tài)盡管十分謹(jǐn)慎,但仍透露出較為積極的態(tài)度。1996年4月,大陸方面曾明確表示,“對(duì)于建設(shè)跨越臺(tái)灣海峽的橋梁或隧道工程,在具備充分的可行性前提下,會(huì)考慮實(shí)施建設(shè)問(wèn)題”。
目前大陸已將海峽兩岸交通網(wǎng)絡(luò)建設(shè)納入全國(guó)公路交通網(wǎng)規(guī)劃方案之中。2004年,國(guó)務(wù)院審議通過(guò)的《國(guó)家高速公路網(wǎng)規(guī)劃》,提出北京到臺(tái)灣的高速公路建設(shè)規(guī)劃,代號(hào)G3,簡(jiǎn)稱京臺(tái)高速,起點(diǎn)為北京,途經(jīng)天津、河北、山東、江蘇、安徽、福建,終點(diǎn)為臺(tái)北,全長(zhǎng)達(dá)2030公里,全封閉,全立交。2008年3月,鐵道部與福建省政府在京簽署了《關(guān)于推進(jìn)海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)新一輪鐵路建設(shè)的會(huì)議紀(jì)錄》,其中包括了京臺(tái)、昆臺(tái)(昆明一臺(tái)灣)兩條高速鐵路建設(shè)計(jì)劃;福建規(guī)劃2010年起再建1200公里鐵路,其中包括京臺(tái)高速鐵路建設(shè),計(jì)劃以海底隧道方式廈門入海,抵達(dá)臺(tái)灣。
2009年3月兩會(huì)期間,原鐵道部負(fù)責(zé)人在兩會(huì)上表示希望修建大陸至臺(tái)灣的鐵路,再次引起關(guān)注。據(jù)悉,這是大陸方面推動(dòng)的“369海峽鐵路網(wǎng)”中的兩條線路,即“北京-合肥-福州-臺(tái)北”鐵路和“昆明-漳州-廈門-高雄”鐵路。這兩條鐵路均為電氣化雙線鐵路,時(shí)速為200至300公里的快速鐵路。預(yù)計(jì)“369海峽鐵路網(wǎng)”在2015年完成,屆時(shí)總里程將達(dá)到6000公里,總投資3500億元人民幣。2008年9月,京臺(tái)高速鐵路的北京至福州段已經(jīng)開(kāi)始建設(shè),建成后未來(lái)將考慮選擇海底隧道的方式,讓火車抵達(dá)臺(tái)灣。
臺(tái)灣海峽隧道的建設(shè)盡管受到兩岸民間的熱烈討論,大陸也有明確的表態(tài)甚至政策上的規(guī)劃,但要建設(shè)連接海峽兩岸的海底隧道,需要臺(tái)灣方面有明確的意向,需要海峽兩岸的共同協(xié)商,共同努力,才能夠完成。
在目前島內(nèi)藍(lán)綠對(duì)立的政治結(jié)構(gòu)下,臺(tái)灣海峽隧道仍屬十分重大而敏感的議題,島內(nèi)很難達(dá)成共識(shí)。同時(shí),在現(xiàn)階段海峽兩岸關(guān)系現(xiàn)狀下,重新上臺(tái)執(zhí)政的當(dāng)局,對(duì)興建臺(tái)灣海峽隧道也沒(méi)有迫切性,也不愿就這一可能引起政爭(zhēng)的議題進(jìn)行規(guī)劃。
對(duì)于大陸方面的海峽鐵路與海底隧道的規(guī)劃,臺(tái)灣方面非常低調(diào)。2009年3月初,臺(tái)“行政院”官員表示,對(duì)大陸提出修建跨海鐵路的建議“毫無(wú)所悉,也無(wú)評(píng)論”。臺(tái)灣方面表示,如此浩大的工程,勢(shì)必有更多政治、安全甚至“國(guó)防”方面的考慮,短期內(nèi)不會(huì)考慮,也不會(huì)討論。現(xiàn)在不討論,不等于未來(lái)不討論。隨著海峽兩岸關(guān)系發(fā)展形勢(shì)的變化與兩岸交往的增多與更加密切,不排除條件成熟時(shí),兩岸就此展開(kāi)協(xié)商與討論,甚至達(dá)成興建共識(shí)。
率先啟動(dòng)金廈跨海大橋建設(shè)
海峽隧道建設(shè)或京臺(tái)高速鐵路、昆臺(tái)鐵路建設(shè)或福州一臺(tái)北、廈門一高雄高速公路建設(shè),其中福建沿海地區(qū)與金門的跨海大橋建設(shè)是實(shí)現(xiàn)海峽海底隧道的重大工程之一。
金廈大橋是由金門縣政府率先提出的政策主張。金門縣政府認(rèn)為金門與廈門有著廣泛的經(jīng)濟(jì)往來(lái),但交通不便,為促進(jìn)兩地經(jīng)濟(jì)合作尤其是振興金門經(jīng)濟(jì),提出三套方案建設(shè)金廈大橋:一是由金門縣五龍山經(jīng)福建角嶼、小嶝島、銜接到大嶝島,全長(zhǎng)10.3公里,預(yù)計(jì)工程投資經(jīng)費(fèi)為112億元新臺(tái)幣;二是由金門五龍山直接連接大嶝島,全長(zhǎng)8.6公里,預(yù)計(jì)投資經(jīng)費(fèi)101億元新臺(tái)幣;三是由五龍山銜接泉州市蓮河地區(qū),全長(zhǎng)11.4公里,預(yù)計(jì)投資經(jīng)費(fèi)132億元新臺(tái)幣。大橋建成后,金門可直接開(kāi)車到廈門,較目前“小三通”70分鐘時(shí)間的船程可節(jié)省一半時(shí)間。
對(duì)金門與廈門的經(jīng)濟(jì)連接一直持正面的態(tài)度。在參加大選時(shí)就肯定興建金廈大橋的構(gòu)想。2009年春節(jié),在一次酒會(huì)上表示,為何還沒(méi)有看到“行政院經(jīng)建會(huì)”提出金廈大橋的評(píng)估計(jì)劃,并指示“經(jīng)建會(huì)”應(yīng)加速研究連接金門與廈門的金嶝大橋,盡快提出評(píng)估報(bào)告。他強(qiáng)調(diào)如果興建金廈大橋,可以吸引很多觀光客,對(duì)兩岸和平發(fā)展也有重要意義。
關(guān)鍵詞:專業(yè)學(xué)位;研究生;實(shí)踐環(huán)節(jié);路徑
Tentative analysis on strengthening the practical ability of graduates with professional degree
Zhou Ermin, Liu Zhengping
East China jiaotong university, Nanchang, 330013, China
Abstract: "The national medium&long-term education reform and development plan (2010-2020)" puts forward to speed up the development of graduates with professional degree in education strategy. According to the ministry of education puts forward the requirements of the first master graduate student academic type change to the applications, rely on the university subject special advantages and long-term friendly cooperative relationship between school and enterprise. established the innovation base of multi-disciplinary graduate education. Base on analyzing the enterprise technological innovation and human resources plan, take many forms to strengthen the professional graduate degree in engineering practice areas, explored and formed the security mechanisms of management, reached the training requirements of a full-time graduates with professional degree, and provided the decision-making for the local education authority policy-making and post-graduate training mechanism.
Key words: professional degree; graduate student; practice link; path
2009年3月,教育部提出了我國(guó)研究生教育結(jié)構(gòu)進(jìn)行重大調(diào)整,開(kāi)展全日制專業(yè)學(xué)位研究生招生培養(yǎng)工作。2010年7月29日《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010-2020年)》正式,指出要推行產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合培養(yǎng)研究生的“雙導(dǎo)師制”,加快發(fā)展專業(yè)學(xué)位研究生教育[1]。2011年1月14日,教育部在北京召開(kāi)全國(guó)專業(yè)學(xué)位研究生教育綜合改革試點(diǎn)工作會(huì)議。會(huì)議提出要積極調(diào)整研究生人才培養(yǎng)類型結(jié)構(gòu),推動(dòng)碩士研究生教育以培養(yǎng)學(xué)術(shù)型人才為主向培養(yǎng)應(yīng)用型人才為主轉(zhuǎn)移[2]。要求學(xué)位授予單位要加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),加快與企業(yè)行業(yè)的融合。要通過(guò)綜合改革,使不同地區(qū)、不同學(xué)校、不同類別的專業(yè)學(xué)位研究生教育,走出各具特色、符合規(guī)律、滿足需要、質(zhì)量上乘的發(fā)展模式。到2015年,碩士研究生教育結(jié)構(gòu)將轉(zhuǎn)到以應(yīng)用型為主,專業(yè)學(xué)位招生人數(shù)將達(dá)到研究生招生總?cè)藬?shù)的50%以上。
1 人才培養(yǎng)與行業(yè)需求有效銜接
專業(yè)學(xué)位研究生教育是大量培養(yǎng)應(yīng)用型高層次人才行之有效的模式[3]。作為非“211”“985”的地方普通高校,如何根據(jù)自身實(shí)際,結(jié)合地方區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展和特定行業(yè)人才需求培養(yǎng)好應(yīng)用型碩士研究生,增強(qiáng)研究生教育服務(wù)區(qū)域發(fā)展的能力,拓寬研究生就業(yè)渠道,提高對(duì)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展的貢獻(xiàn)率,是擺在各地普通高校及地方教育主管部門面前一項(xiàng)迫切而艱巨的任務(wù)。
華東交通大學(xué)于1971年建校,原隸屬鐵道部。作為以交通為主的一所地方普通工科高校,在京九線大提速、昌九城際高鐵項(xiàng)目中承擔(dān)了關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)。在與地方鐵路局、交通廳、汽車集團(tuán)等交通運(yùn)輸行業(yè)產(chǎn)學(xué)研合作中,形成了以交通運(yùn)輸為核心的應(yīng)用型研究生培養(yǎng)特色。
專業(yè)學(xué)位研究生教育“以學(xué)術(shù)為依托,是內(nèi)涵創(chuàng)新性的職業(yè)教育”[4]。結(jié)合在職工程碩士培養(yǎng)特點(diǎn)和企業(yè)資源,學(xué)校在研究生培養(yǎng)過(guò)程中長(zhǎng)期追求人才培養(yǎng)與行業(yè)需求的有效銜接,注重研究與應(yīng)用結(jié)合,突出產(chǎn)學(xué)研培養(yǎng)特色,充分利用學(xué)校的教學(xué)資源和企業(yè)的教學(xué)實(shí)踐資源,在培養(yǎng)目標(biāo)、課程設(shè)置、培養(yǎng)方式、管理制度、質(zhì)量評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)上盡量滿足研究生個(gè)性發(fā)展和企業(yè)發(fā)展的雙重需求,打通學(xué)科分界,拓寬知識(shí)結(jié)構(gòu),靈活設(shè)置方向,在城際鐵路、高速公路、橋梁隧道建設(shè),城市交通規(guī)劃等領(lǐng)域?yàn)榈胤浇?jīng)濟(jì)發(fā)展提供了有力的智力支持和技術(shù)支撐。
2 應(yīng)用型碩士研究生培養(yǎng)特色
2009年9月以前,學(xué)校學(xué)術(shù)型研究生培養(yǎng)就注重實(shí)踐能力和職業(yè)素養(yǎng),結(jié)合行業(yè)發(fā)展需求及自身特點(diǎn),形成了學(xué)術(shù)加應(yīng)用型研究生培養(yǎng)特色。
2.1 學(xué)科特色與行業(yè)需求結(jié)合的課程設(shè)置
結(jié)合《南昌鐵路局“百千萬(wàn)”人才培訓(xùn)工程規(guī)劃》[5]和江西省交通廳《江西交通“十一五”教育與培訓(xùn)發(fā)展規(guī)劃》(贛交科教字[2007]2號(hào))[6],充分利用交通行業(yè)系統(tǒng)教育資源,加強(qiáng)研究生實(shí)踐能力的培養(yǎng)。如交通運(yùn)輸工程一級(jí)學(xué)科下設(shè)的道路與鐵道工程、交通信息工程及控制、載運(yùn)工具運(yùn)用工程、交通運(yùn)輸規(guī)劃與管理4個(gè)二級(jí)學(xué)科,結(jié)合企業(yè)實(shí)際開(kāi)設(shè)了城市軌道交通理論與技術(shù)、道路與鐵道工程測(cè)試技術(shù)、載運(yùn)工具運(yùn)行安全技術(shù)、高速鐵路土木工程、道路交通組織優(yōu)化、遠(yuǎn)動(dòng)技術(shù)等課程,研究生在學(xué)習(xí)中理論聯(lián)系工程實(shí)際,提高了解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力,增強(qiáng)了對(duì)企業(yè)生產(chǎn)的感性認(rèn)知。
2.2 具有生產(chǎn)背景和應(yīng)用價(jià)值的論文研究
長(zhǎng)期堅(jiān)持的校企產(chǎn)學(xué)研合作培養(yǎng)應(yīng)用型研究生的做法,產(chǎn)生了一批批來(lái)源于實(shí)際、具有明確生產(chǎn)背景的研究生論文。徐春山撰寫的《山區(qū)R=250m小半徑曲線鋪設(shè)無(wú)縫線路研究》,以南昌鐵路局外福山區(qū)小半徑曲線無(wú)縫線路為對(duì)象,利用有限元程序分析了相關(guān)因素對(duì)無(wú)縫線路穩(wěn)定性的影響,具有較大的技術(shù)難度和應(yīng)用價(jià)值;甘雄華的《推行長(zhǎng)交路單司機(jī)執(zhí)乘模式的實(shí)踐與探索》,以鐵道部在鷹潭機(jī)務(wù)段推行的內(nèi)燃機(jī)車“大輪乘、長(zhǎng)交路、單司機(jī)”執(zhí)乘試點(diǎn)為研究對(duì)象,運(yùn)用對(duì)比和優(yōu)化方法,從機(jī)車運(yùn)用和乘務(wù)方式的技術(shù)角度,分析了采用長(zhǎng)交路單司機(jī)執(zhí)乘方式的實(shí)際推廣應(yīng)用可能性實(shí)施條件。學(xué)校注重把面向工程實(shí)際貫穿于論文選題、課題研究及論文寫作各環(huán)節(jié),產(chǎn)生了上述來(lái)自工程應(yīng)用和工程管理實(shí)際,能解決企業(yè)實(shí)際問(wèn)題的一批研究生學(xué)位論文,對(duì)企業(yè)發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。
2.3 注重質(zhì)量管理與質(zhì)量評(píng)價(jià)
(1)長(zhǎng)年按照《研究生教育督導(dǎo)工作方案》開(kāi)展研究生教育督導(dǎo)工作。該工作方案從督導(dǎo)組的組成、工作原則、工作任務(wù)和工作報(bào)酬等幾個(gè)方面對(duì)研究生督導(dǎo)工作做了規(guī)定,對(duì)規(guī)范研究生教育教學(xué)行為和培養(yǎng)過(guò)程,提高研究生培養(yǎng)質(zhì)量發(fā)揮了積極的作用。督導(dǎo)組工作成效和示范作用受到省學(xué)位辦的肯定并在全省高校推廣。(2)實(shí)施研究生優(yōu)質(zhì)課程建設(shè),建設(shè)內(nèi)容包括:制定科學(xué)的課程建設(shè)規(guī)劃、課程教師隊(duì)伍建設(shè)、教學(xué)內(nèi)容和課程體系改革、教學(xué)手段和教學(xué)方法改革、教材建設(shè)、實(shí)踐教學(xué)建設(shè)等。(3)采用定性和定量指標(biāo)來(lái)評(píng)價(jià)培養(yǎng)質(zhì)量水平。在定性方面,依據(jù)學(xué)校《學(xué)位論文質(zhì)量與評(píng)價(jià)(參考標(biāo)準(zhǔn))》,按照不同論文形式提出的“論文質(zhì)量評(píng)價(jià)”和“論文寫作與答辯評(píng)價(jià)”的具體要求,抓學(xué)位論文質(zhì)量;在定量方面,從學(xué)校教學(xué)組織評(píng)價(jià)、學(xué)校專家對(duì)學(xué)位論文的評(píng)價(jià)和企業(yè)專家對(duì)學(xué)位論文的評(píng)價(jià)3個(gè)方面,按照不同權(quán)重得出學(xué)位論文質(zhì)量的總體評(píng)價(jià)。
3 強(qiáng)化全日制專業(yè)學(xué)位碩士研究生實(shí)踐環(huán)節(jié)
專業(yè)實(shí)踐基地作為高校與社會(huì)企事業(yè)單位產(chǎn)學(xué)研聯(lián)系的紐帶,它的存在為雙方都能帶來(lái)實(shí)際或潛在的利益[7]。2009年9月以后,學(xué)校開(kāi)始招收全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生,其培養(yǎng)過(guò)程的核心是專業(yè)實(shí)踐。由于全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生都是應(yīng)屆本科畢業(yè)生,欠缺工程實(shí)踐鍛煉和對(duì)企業(yè)運(yùn)作方式的了解,因此深入企業(yè)進(jìn)行專業(yè)實(shí)踐,提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力,加深企業(yè)體驗(yàn),增強(qiáng)感性認(rèn)知,是專業(yè)學(xué)位人才培養(yǎng)必不可少的環(huán)節(jié)[8]。
3.1 結(jié)合地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展契機(jī)科學(xué)制訂規(guī)劃
制定了學(xué)校2009~2015年專業(yè)學(xué)位研究生教育發(fā)展規(guī)劃。規(guī)劃突出“以服務(wù)求支持,以貢獻(xiàn)求發(fā)展”的理念,緊緊抓住國(guó)務(wù)院正式批復(fù)的國(guó)家級(jí)鄱陽(yáng)湖生態(tài)經(jīng)濟(jì)區(qū)規(guī)劃、江西省中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃、昌九城際鐵路建設(shè)、南昌城市快速軌道交通(地鐵)工程建設(shè)等交通行業(yè)大發(fā)展的契機(jī),建立政府為指導(dǎo)、企業(yè)為主體、高校為支撐的專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)創(chuàng)新體系,并在此體系下結(jié)合卓越工程師教育培養(yǎng)計(jì)劃,形成產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的實(shí)踐性培養(yǎng)模式,進(jìn)一步提高專業(yè)學(xué)位研究生教育對(duì)地方建設(shè)的貢獻(xiàn)率。
3.2 制訂全日制專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)方案
按國(guó)務(wù)院學(xué)位辦專業(yè)學(xué)位教育指導(dǎo)委員會(huì)制定的《全日制碩士專業(yè)學(xué)位(分類別)研究生指導(dǎo)性培養(yǎng)方案》,制定了本單位培養(yǎng)方案實(shí)施細(xì)則。專業(yè)學(xué)位研究生總學(xué)分≥36學(xué)分,其中:學(xué)位課≥18學(xué)分;實(shí)踐環(huán)節(jié)10學(xué)分(學(xué)術(shù)型研究生的實(shí)踐環(huán)節(jié)為4學(xué)分);選修課≥8學(xué)分。
在實(shí)踐環(huán)節(jié)的10學(xué)分中,專業(yè)實(shí)踐6學(xué)分;實(shí)驗(yàn)、綜合設(shè)計(jì)等實(shí)踐環(huán)節(jié)2學(xué)分(結(jié)合領(lǐng)域和學(xué)科特點(diǎn)確定1~2個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié));文獻(xiàn)綜述及開(kāi)題報(bào)告1學(xué)分;學(xué)術(shù)活動(dòng)1學(xué)分。
3.3 制訂專業(yè)實(shí)踐基本要求及考核工作規(guī)定
結(jié)合自身實(shí)際,制定了《全日制專業(yè)學(xué)位碩士研究生專業(yè)實(shí)踐要求及考核辦法》。該規(guī)定從專業(yè)實(shí)踐保障、專業(yè)實(shí)踐時(shí)間、專業(yè)實(shí)踐內(nèi)容、專業(yè)實(shí)踐方式、專業(yè)實(shí)踐考核5個(gè)方面提出具體要求。如在專業(yè)實(shí)踐組織環(huán)節(jié),要求研究生于第二學(xué)期結(jié)束前與導(dǎo)師一起制訂并填寫《全日制碩士專業(yè)學(xué)位研究生專業(yè)實(shí)踐計(jì)劃表》,實(shí)施中體現(xiàn)“集中實(shí)踐與分段實(shí)踐”相結(jié)合、“校內(nèi)實(shí)踐和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐”相結(jié)合、“專業(yè)實(shí)踐與論文工作”相結(jié)合的原則,采取不同方式靈活進(jìn)行;在專業(yè)實(shí)踐考核環(huán)節(jié),研究生填寫《專業(yè)實(shí)踐活動(dòng)-工作日記》,專業(yè)實(shí)踐活動(dòng)結(jié)束后,研究生需撰寫不少于5000字的專業(yè)實(shí)踐報(bào)告,并填寫《專業(yè)實(shí)踐環(huán)節(jié)考核登記表》。由研究生所在學(xué)院組織專業(yè)實(shí)踐專題報(bào)告會(huì),由學(xué)生本人匯報(bào)本人的專業(yè)實(shí)踐工作,指導(dǎo)教師根據(jù)研究生的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐工作量、綜合表現(xiàn)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐單位的反饋意見(jiàn)等,按優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格5個(gè)等級(jí)評(píng)定成績(jī)。此項(xiàng)成績(jī)?cè)诩案窦耙陨系膶W(xué)生可獲得6學(xué)分。
3.4 培育具有實(shí)踐應(yīng)用能力的導(dǎo)師隊(duì)伍
一支既有較高學(xué)術(shù)含量,又有明顯職業(yè)背景、豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和較強(qiáng)解決問(wèn)題能力的專業(yè)學(xué)位研究生教師隊(duì)伍是保證專業(yè)學(xué)位教育質(zhì)量的關(guān)鍵因素,也是專業(yè)學(xué)位教育可持續(xù)發(fā)展的根本保證[9]。為此制訂了《關(guān)于加強(qiáng)碩士研究生指導(dǎo)教師實(shí)踐能力培養(yǎng)的暫行辦法》。每年選派一批年輕教師到大中型企業(yè)進(jìn)行實(shí)踐鍛煉。按專業(yè)學(xué)位招生的學(xué)科,每個(gè)學(xué)科每年選派1~2名,全校每年不超過(guò)10名。選派對(duì)象是專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、具有一定科研能力的40歲以下年輕教師,具有博士學(xué)位或3年以上講師資格。鍛煉年限原則上為半年,根據(jù)實(shí)際需要,可申請(qǐng)延長(zhǎng)至一年。
該辦法還在選派方式、實(shí)踐單位、實(shí)踐者的責(zé)任與義務(wù)、考核、鍛煉期間待遇(免除鍛煉期間的教學(xué)工作量,按科研情況確定教師年度考核等級(jí);學(xué)校每半年提供5 000元的生活補(bǔ)貼,并報(bào)銷一趟至實(shí)踐單位的往返交通費(fèi))等環(huán)節(jié)做了規(guī)定。
3.5 建立多學(xué)科研究生教育創(chuàng)新基地
企業(yè)資源是全日制專業(yè)學(xué)位培養(yǎng)中的基礎(chǔ)性資源[10]。充分利用與企業(yè)建立的合作關(guān)系,創(chuàng)建了一批多學(xué)科的研究生教育創(chuàng)新基地:南昌鐵路天河建設(shè)股份有限公司、南昌江鈴集團(tuán)協(xié)和傳動(dòng)技術(shù)有限公司、格特拉克(江西)傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司等。通過(guò)項(xiàng)目主導(dǎo)、學(xué)術(shù)交流等有效形式,構(gòu)建了專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)新模式、新機(jī)制,著力找出企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際需求與學(xué)校專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)實(shí)踐需要的搭接點(diǎn)。同時(shí),對(duì)口安排企業(yè)技術(shù)骨干到學(xué)校相關(guān)學(xué)院擔(dān)任一定技術(shù)職務(wù)并承擔(dān)科研任務(wù),學(xué)校選派研究生導(dǎo)師到企業(yè)掛職鍛煉。聯(lián)合制訂專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)方案和培養(yǎng)計(jì)劃,抓好進(jìn)入基地實(shí)踐的專業(yè)學(xué)位研究生的科研實(shí)踐環(huán)節(jié),實(shí)行學(xué)校和企業(yè)的雙導(dǎo)師制。
通過(guò)以上做法,使研究生提高了創(chuàng)新實(shí)踐能力及個(gè)人綜合素質(zhì),初步達(dá)到了教育部全日制專業(yè)學(xué)位碩士研究生培養(yǎng)目的,為地方普通高校如何強(qiáng)化專業(yè)學(xué)位研究生實(shí)踐環(huán)節(jié)做了有益的嘗試。
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關(guān)鍵詞:高速鐵路;無(wú)碴軌道;施工技術(shù)
中圖分類號(hào): TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一.引言
滬寧高鐵是我國(guó)第一條設(shè)計(jì)速度大于200km/h的高速鐵路。其中雙何特大橋全長(zhǎng)703.33m,梁體為單線箱梁,橋梁位于兩個(gè)曲線及其間的夾直線上,縱坡為9.9‰和-1.5‰。為提高旅客乘坐的安全性、舒適性,減小橋梁振害,橋上采用了板式無(wú)碴軌道。
二. 無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及特點(diǎn)
板式無(wú)碴軌道是由預(yù)制的軌道板、混凝土底座,以及介于兩者之間的CA 砂漿填充層組成,在兩塊軌道板之間設(shè)凸形擋臺(tái)以承受縱、橫向水平力。京滬高速鐵路設(shè)計(jì)時(shí)速350km/h,總投2209.4億元,總工期為5年左右。該鐵路為新建I級(jí)干線,全長(zhǎng)144km,速度目標(biāo)值160~200km/h,最小曲線半徑1600 m,限制坡度6‰。無(wú)碴軌道試驗(yàn)段位于遂渝引入工程新北碚嘉陵江大橋(含)一蔣家橋大橋(不含),正線全長(zhǎng)13.157 km,其中路基總長(zhǎng)5.398 km;特大橋、大橋、中橋各一座,總長(zhǎng)0.711 km,嘉陵江大橋94m+168m+84m剛構(gòu)橋?yàn)槟壳笆澜缟箱佋O(shè)無(wú)碴軌道的跨度最大的橋梁;隧道4座,全長(zhǎng)6.980 km;無(wú)碴道岔8組,其12和18道岔各4組。
三.高速鐵路橋梁板式無(wú)碴軌道施工技術(shù)
1. 施工方案
板式無(wú)碴軌道的施工方案如下:采用左右線先后施工,通過(guò)工作面的逐步前移,完成底座混凝土施工;施工所需的鋼筋、混凝土、軌道板、鋼軌、扣件等物料由施工便道運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng);自行研制的輪胎式雙向行駛軌道板運(yùn)輸車將軌道板從橫洞運(yùn)輸?shù)戒佋O(shè)現(xiàn)場(chǎng),龍門吊吊裝就位,三向千斤頂調(diào)整軌道板;移動(dòng)式CA砂漿灌注車拌和灌注CA砂漿;長(zhǎng)鋼軌推送列車推送鋼軌入槽;移動(dòng)式接觸焊列車焊接長(zhǎng)鋼軌;移動(dòng)式灌注小車施工充填式墊板;GRP3000軌道檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)軌道狀態(tài)。
2. 施工前質(zhì)量控制要點(diǎn)
由于板式無(wú)碴軌道施工完成后,軌道線型維修調(diào)整的余量有限,因此,在施工之前,保持基礎(chǔ)穩(wěn)固,后期變形小是主要的關(guān)鍵項(xiàng)目,具體表現(xiàn)在:
1)、調(diào)高扣件的可調(diào)量最高為30mm,因此要求預(yù)應(yīng)力混凝土梁自無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)施工之日起產(chǎn)生的殘余徐變上拱度不大于10毫米,無(wú)碴軌道底座施工完成后,墩臺(tái)沉降量不超過(guò)20毫米。為此施工單位在無(wú)碴梁體上和墩臺(tái)上分別建立觀測(cè)點(diǎn),對(duì)無(wú)碴軌道箱梁殘余徐變上拱度及墩臺(tái)沉降量進(jìn)行觀測(cè)。
2)、無(wú)碴梁架設(shè)精度要求嚴(yán)格控制,確保梁面實(shí)設(shè)高程符合箱梁架設(shè)技術(shù)條件。無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)施工前,按精度要求對(duì)梁面實(shí)設(shè)高程進(jìn)行精測(cè)。無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)施工不早于箱梁張拉完畢后60天。
3)、嚴(yán)格控制方向及標(biāo)高,施工前,在無(wú)碴軌道施工范圍內(nèi)對(duì)線路的中線、高程進(jìn)行貫通閉合測(cè)量及平面控制測(cè)量,在橋附近選取兩個(gè)相鄰的定測(cè)導(dǎo)線點(diǎn)通過(guò)橋面做閉合環(huán)導(dǎo)線。
4)、板式無(wú)碴軌道施工為自下而上,施工控制是由上反推至下,施工誤差積累于底座頂面,由CA砂漿調(diào)整層進(jìn)行調(diào)整,施工單位根據(jù)設(shè)計(jì)軌面高程及鋼軌、扣件、軌道板尺寸反算CA砂漿需設(shè)厚度,當(dāng)其值在39~80mm范圍內(nèi)時(shí),底座可按設(shè)計(jì)厚度施工,當(dāng)反算所得CA砂漿需設(shè)厚度超出上述范圍時(shí),底座厚度應(yīng)相對(duì)其設(shè)計(jì)值進(jìn)行調(diào)整,且調(diào)整量應(yīng)符合限值。底座施工完成后,應(yīng)對(duì)其頂面高程進(jìn)行精測(cè),確保底座高程符合設(shè)計(jì)要求。
3.軌道板制造。
軌道板是板式無(wú)碴軌道的重要組成部分之一,列車荷載和振動(dòng)等產(chǎn)生的巨大能量均由其傳給橋梁。軌道板的平整度、預(yù)埋件位置直接影響鋪軌質(zhì)量。軌道板的制造尺寸要求精度高,板式軌道一旦鋪設(shè)成型后線路的平順性只能靠扣件的調(diào)整量來(lái)調(diào)整,因此軌道板只有嚴(yán)格控制公差才能保證有足夠的精度。軌道板預(yù)制采用鋼模板,便于加工、具有可靠的穩(wěn)定性,不易變形、翹曲,耐久性較好,適于大量生產(chǎn)。
4. 底座混凝土基礎(chǔ)
底座混凝土基礎(chǔ)是板式無(wú)碴軌道基礎(chǔ)的找平層及橋上曲線段超高設(shè)置的調(diào)整層,施工的關(guān)鍵是施工控制測(cè)量及凸形擋臺(tái)的準(zhǔn)確定位。凸形擋臺(tái)模型的安裝,曲線段遵循調(diào)平、對(duì)中、再調(diào)平的原則,反復(fù)調(diào)整直至滿足要求為止。將底座結(jié)構(gòu)鋼筋與預(yù)埋基礎(chǔ)連接鋼筋、凸形擋臺(tái)鋼筋綁扎成整體骨架。鋼筋交叉點(diǎn)采取絕緣措施,以保證軌道電路的傳輸。依據(jù)CPⅢ控制點(diǎn)或加密基樁支立底座模板,曲線地段應(yīng)滿足曲線超高的設(shè)計(jì)要求,同時(shí)應(yīng)考慮底座頂面合理的排水坡度。檢查鋼筋及模板狀態(tài)并檢測(cè)鋼筋骨架絕緣性能,符合要求后灌注底座混凝土。混凝土采用集中拌和,由罐車運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng),機(jī)械振搗。在底座混凝土拆模后24h,進(jìn)行凸形擋臺(tái)的施工。在混凝土未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度之前,嚴(yán)禁各種車輛在底座上通行。凸形擋臺(tái)采用圓形鋼模,并設(shè)有加強(qiáng)肋。擋臺(tái)模型支立時(shí)采用精密測(cè)量的辦法控制其位置,進(jìn)行反復(fù)對(duì)中調(diào)平,使其距離的偏差小于±5mm;與線路中心線的偏差小于7mm。凸形擋臺(tái)混凝土的灌注、振搗應(yīng)采用插入式振搗器。凸形擋臺(tái)施工達(dá)到設(shè)計(jì)高程后,抹平表面,測(cè)設(shè)加密基標(biāo),為軌道板的鋪設(shè)做好準(zhǔn)備。
5. 軌道板鋪設(shè)、調(diào)整
軌道板在預(yù)制場(chǎng)內(nèi)集中生產(chǎn),采用運(yùn)板車運(yùn)輸?shù)戒佋O(shè)地點(diǎn),龍門吊吊裝就位,三向千斤頂精調(diào)對(duì)位。輪胎式軌道板運(yùn)輸車可以雙向行駛,一次最大載重為4塊軌道板,吊裝完成后,上緊加固螺栓及加固裝置,防止軌道板運(yùn)輸過(guò)程中移位。清理底座混凝土頂面,不得有雜物和積水。并預(yù)先在兩凸形擋臺(tái)問(wèn)的底座表面按設(shè)計(jì)位置放置支撐墊木。將CA砂漿灌注袋鋪設(shè)就位,保證CA砂漿灌注袋位置居中、平展,曲線地段CA砂漿灌注袋進(jìn)行必要的加固。支撐墊木處CA砂漿袋先進(jìn)行折疊,待軌道板調(diào)整時(shí)抽出墊木,鋪展CA砂漿灌注袋。軌道板運(yùn)輸?shù)轿缓螅堥T吊吊裝軌道板,人工輔助就位。曲線地段每塊軌道板必須按相應(yīng)的偏轉(zhuǎn)角放置。軌道板大致就位后,安裝軌道板支撐裝置,由三向千斤頂將軌道板頂起,抽出支撐墊木,鋪展CA砂漿灌注袋。用鋼板尺精確測(cè)量?jī)上噜復(fù)剐螕跖_(tái)問(wèn)的縱向距離,旋轉(zhuǎn)三向千斤頂上的縱向調(diào)整裝置,將軌道板調(diào)整至兩凸形擋臺(tái)的中央位置,保證軌道板與凸形擋臺(tái)之間的間隔相同。旋轉(zhuǎn)三向千斤頂?shù)臋M向調(diào)整裝置,使軌道板上中心線與凸形擋臺(tái)上兩軌道板鋪設(shè)基標(biāo)連線重合。利用水準(zhǔn)儀測(cè)量軌道板上4個(gè)點(diǎn)的高低。測(cè)量位置在軌道板承軌槽位置。通過(guò)三向千斤頂頂升或下降使軌道板的高程達(dá)到設(shè)計(jì)要求。曲線地段軌道板高低的調(diào)整要滿足線路設(shè)計(jì)超高的要求。曲線且處于線路縱坡地段的軌道板高程調(diào)整應(yīng)兼顧四點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整,最高點(diǎn)按負(fù)偏差調(diào)整,最低點(diǎn)按正偏差調(diào)整,使每點(diǎn)的高差均在偏差允許范圍內(nèi)。軌道板狀態(tài)符合要求后,擰緊支撐螺栓,拆除三向千斤頂。
6. CA砂漿灌注。
CA砂漿配合比設(shè)計(jì)首先選定水泥、砂、乳化瀝青的比例,在滿足強(qiáng)度及彈性模量指標(biāo)前提下,通過(guò)水量的加減調(diào)整流動(dòng)度,通過(guò)乳化瀝青內(nèi)摻加表面活性劑,調(diào)整流動(dòng)度及可工作時(shí)間;通過(guò)消泡劑及引氣劑的摻量調(diào)整空氣含量;通過(guò)鋁粉的摻量調(diào)整膨脹率;反復(fù)進(jìn)行試驗(yàn),根據(jù)影響性能的各種因素調(diào)整配合比,直至合格。現(xiàn)場(chǎng)配合比的修正在基本配合比的基礎(chǔ)上,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況及使用的攪拌機(jī)的拌和容量,對(duì)基本配合比進(jìn)行修正,求出現(xiàn)場(chǎng)施工配合比。CA砂漿的配制CA砂漿的拌和采用移動(dòng)式CAM1000型砂漿攪拌機(jī),其原材料的投入順序如下:乳化瀝青一水(消泡劑)一細(xì)骨料(砂)一混合料一水泥(引氣劑)一鋁粉。CA砂漿現(xiàn)場(chǎng)配制時(shí),應(yīng)根據(jù)原材料及環(huán)境溫度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),確定適宜的攪拌速度與時(shí)間。在灌注時(shí),要注意:① 由砂漿袋一側(cè)的灌注孑L進(jìn)行灌注,灌注過(guò)程中應(yīng)防止空氣的進(jìn)入。② 一塊板下CA砂漿宜一次灌注完成。③灌注完成24 h,且CA砂漿強(qiáng)度達(dá)到0.1Mpa時(shí),拆除支撐螺栓。
7. 軌道狀態(tài)調(diào)整。
充填式墊板的充填厚度以4~6mm 左右為宜,超出部分應(yīng)在鐵墊板下墊入預(yù)制的調(diào)高墊板。在每塊軌道板范圍內(nèi),每股鋼軌的軌底與板頂之間插入3個(gè)調(diào)整墊塊,調(diào)整墊塊前后的扣件必須按規(guī)定的扭矩?cái)Q緊,其它扣件螺栓用手?jǐn)Q緊即可。
四.結(jié)束語(yǔ)
板式無(wú)碴軌道結(jié)構(gòu)新穎,施工技術(shù)含量高,施工工藝復(fù)雜,無(wú)碴軌道經(jīng)過(guò)工程實(shí)踐,采用專門設(shè)計(jì)的整體鋼模,實(shí)現(xiàn)了軌道板工廠化制造,模板及預(yù)埋件的安裝、鋼筋的加工和制作、混凝土施工、預(yù)應(yīng)力施工、壓漿和封端等工序,以及混凝土底座、凸型擋臺(tái)、鋪板、CA砂漿灌注、無(wú)縫線路的鋪設(shè)等工序?qū)崿F(xiàn)了流水作業(yè),大板制造和鋪設(shè)過(guò)程中嚴(yán)格質(zhì)量控制,嚴(yán)格工序檢驗(yàn),保證軌道板制造、鋪設(shè)的質(zhì)量,保證CA砂漿灌注質(zhì)量,保證軌道工程的鋪設(shè)質(zhì)量和鋪設(shè)精度。
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【關(guān)鍵詞】軟土土地 地基橋頭跳車 影響 控制
中圖分類號(hào):TU471.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A 文章編號(hào):
一.引言
交通是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的先行官,國(guó)家也越來(lái)越重視道路的建設(shè)。伴隨著我國(guó)公路建設(shè)的飛速發(fā)展,也有越來(lái)越多的公路投入使用。但是調(diào)查顯示橋頭跳車的現(xiàn)象已經(jīng)十分的普遍,高速公路尤為突出。特別是軟土地基處顯得格外嚴(yán)重,已經(jīng)嚴(yán)重的影響到道路的行車舒適度,也存在安全隱患。這不僅僅增加了交通管理部門的道路維護(hù)成本,由于其頻繁的修理施工,還嚴(yán)重影響到了道路的正常運(yùn)營(yíng)。在我國(guó)南方,軟土地基路很多,所以橋頭跳車更為嚴(yán)重。車輛行駛到橋頭時(shí)會(huì)有明顯的顛簸,由于其沖擊力大所以對(duì)橋的損壞十分嚴(yán)重,不僅如此對(duì)車輛本身的損壞也十分明顯,這就不僅僅直接縮減了公路的使用年限而且損害了公共效益。
二.橋頭跳車的危害性
橋頭行車受到很多因素的影響,其行車機(jī)理比較復(fù)雜。橋頭搭板的長(zhǎng)度不同對(duì)道路及車輛的影響度會(huì)不同,還有車輛的類型,重量不同也會(huì)有不同的影響,當(dāng)然車速也是一個(gè)很重要的因素。如果發(fā)生橋頭跳車現(xiàn)象,車輛在通過(guò)橋頭時(shí)會(huì)發(fā)生跳動(dòng)以及沖擊.由于其沖擊力又可以形成對(duì)橋梁及道路的附加衙載,對(duì)路面以及橋頭搭板都有很大的損壞作用,與此同時(shí)對(duì)車輛的損壞也是很大的,嚴(yán)重影響大車輛的使用壽命。除此之外,橋頭跳車導(dǎo)致車輛突然發(fā)生顛簸,會(huì)影響駕駛員的正常駕駛,也會(huì)導(dǎo)致乘客身體及心理的不適,嚴(yán)重的甚至有可能造成交通事故。由此可見(jiàn)橋頭跳車的危害是十分大的,必須引起有關(guān)部門的高度重視,駕駛員也必須重視這一問(wèn)題,在行駛至橋頭時(shí)要適當(dāng)減速。
三.橋頭跳車的原因分析
橋頭跳車不僅僅是一種安全隱患,而且還無(wú)形之中增加了有關(guān)交通管理部門的維修費(fèi)用。橋頭跳車不僅僅降低了行車的速度,而且還對(duì)橋梁的路面造成了巨大的沖擊荷載力,嚴(yán)重的可以造成橋面搭板的脫落。其形成原因是多方面的,影響因素也是多方面的,包括自然環(huán)境的因素,也包括人為的原因。比如路基下沉,路堤變形、橋臺(tái)的形式、搭板的長(zhǎng)度等等都會(huì)對(duì)其有很大的影響。我們?cè)诖酥饕榻B以下幾種較為重要的影響因素。
1. 橋頭跳車的一個(gè)重要原因是由于其土質(zhì)不良而產(chǎn)生的路基下沉。通常來(lái)說(shuō)低洼地帶的地下水位都比較高,而橋基往往位于這些低洼溝壑地帶,其土質(zhì)酥軟,橋基填料物質(zhì)量不高,當(dāng)這些填料物在受到較大壓力是極易被壓縮變形,導(dǎo)致路基的下沉。再加之橋頭路基填筑的高度一般都較高,會(huì)承受較大的壓力,在車輛及橋身的長(zhǎng)久負(fù)荷下,極容易引起橋頭地基的下沉。就從施工的角度而言,由于橋頭一般處于河道或溝壑帶,其施工空間的限制比較大,大型機(jī)械無(wú)法使用,所以在這種條件下橋頭路基的壓制工作質(zhì)量會(huì)大打折扣,一般而言很難使橋頭地基的堅(jiān)實(shí)度達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的要求,正是因?yàn)槿绱嗽跇蛄和ㄜ囈院螅?jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的輾壓,以及維護(hù)期的加長(zhǎng),很容易出現(xiàn)橋頭路基下沉,這樣就形成了橋頭跳車。
2.我們知道任何物體都具有其固有的壓縮徐變性質(zhì),理所當(dāng)然路基填筑物也具有這種性質(zhì)。就是因?yàn)檫@個(gè)原因,即使橋頭路基已經(jīng)得到了很充分輾壓,其堅(jiān)實(shí)度也達(dá)到了應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)。但是在橋梁通車以后,隨著時(shí)間的不斷推移,橋梁長(zhǎng)時(shí)間的承受巨大的壓力,這種壓力最終也是通過(guò)橋梁傳遞到了橋頭路基,這時(shí)物體的固有壓縮徐變性質(zhì)就會(huì)顯現(xiàn)出來(lái),路基因?yàn)槭艿介L(zhǎng)時(shí)間的壓縮變形下沉,最后形成橋頭跳車。這也是形成橋頭跳車的不可忽視的重要原因。
3.在施工時(shí)橋涵和路堤的結(jié)合部位會(huì)不可避免的存在一定的縫隙,正是因?yàn)槿绱擞晁畷?huì)源源不斷的沿這這個(gè)縫隙向下滲透,下滲的雨水會(huì)對(duì)橋頭路基產(chǎn)生巨大的破壞作用,其主要的破壞作用表現(xiàn)在對(duì)路基填充物產(chǎn)生侵蝕和軟化作用,特別是那些輾壓不夠的部位侵蝕作用更明顯,長(zhǎng)時(shí)間的侵蝕最后導(dǎo)致填方體的變形。再加之外部強(qiáng)大的車輛荷載沖擊力,就會(huì)極容易造成橋頭路基的下沉,形成橋頭跳車現(xiàn)象。
4.施工時(shí)其施工程序不對(duì),施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo),是形成橋頭跳車的最直接的原因,比如橋梁的臺(tái)背填筑速度過(guò)快,缺乏相應(yīng)的輾壓,其臺(tái)背下沉的速度也會(huì)比較快。再如橋頭臺(tái)前護(hù)坡墻砌筑不合格或是時(shí)間不及時(shí),那么就極容易以引起整個(gè)土體滑移的問(wèn)題出現(xiàn),這樣的滑移就會(huì)直接危害橋梁的基礎(chǔ)。一般而言再給臺(tái)背進(jìn)行填土?xí)r,由于在這個(gè)階段一般施工時(shí)間都會(huì)比較緊,再加之施工空間受到嚴(yán)重的限制,自然其施工質(zhì)量很容易出現(xiàn)問(wèn)題,這種問(wèn)題出現(xiàn)后極易引起橋身變形,形成橋頭跳車。
5.軟土路基十分常見(jiàn),再加之橋頭路基一般位于河道溝壑低洼帶,地下水位高,橋基承受能力有限,極容易出現(xiàn)軟土下沉,最終形成橋頭跳車。
四.防止橋頭跳車的有效措施
1.軟土地基處理方法
我們?cè)谑┕さ倪^(guò)程中經(jīng)常會(huì)碰到軟土地基,軟土地基由于其固有的軟弱性,使得其地基不夠堅(jiān)固,如果處理不恰當(dāng)那么地基的局部承載力不足,導(dǎo)致地基的沉降,引起橋頭跳車現(xiàn)象。再者軟土地基土壤含水量過(guò)高,正是由于局部地段含水量過(guò)大,極易造成地基軟彈,甚至出現(xiàn)翻漿等現(xiàn)象。所以為了防止橋頭地基下沉拉裂而造成橋頭跳車現(xiàn)象的出現(xiàn),就需要采用有效的措施對(duì)軟地基進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚恚蛊渥兊米銐驁?jiān)固,通過(guò)提高軟地基的固結(jié)度和穩(wěn)定性,來(lái)減少橋頭跳車。在此我們需要根據(jù)施工地軟土的具體性質(zhì)及施工期限的要求采用不同的軟土地基處理方法,其主要方法有以下幾點(diǎn):
(1)真空預(yù)壓結(jié)合塑料排水板處理軟土地基,這種方法主要適用于淤泥土質(zhì),因?yàn)橛倌嗤临|(zhì)強(qiáng)度極低,淤泥的可壓縮性高,極易導(dǎo)致自己下沉,在這種地段采用真空預(yù)壓結(jié)合塑料排水板處理方法,使排水板低端穿過(guò)淤泥層,梅花形的布置,這樣施工后再通過(guò)沉降觀測(cè),采取相應(yīng)的措施可以取得良好效果。
(2)堆載預(yù)壓處理軟土地基,這種方法主要適宜我國(guó)東南沿海分布比較廣泛的海相,湖相等深厚軟粘土層,這種土層壓縮性大,強(qiáng)度低,空隙大,滲透性大,采取這種方法可增加土層密實(shí)度,減低壓縮性,這種方法是工程上應(yīng)用比較廣泛的,效果明顯。
(3)水泥攪拌樁處理軟土地基,適用于處理粉土,黃土以及固結(jié)的淤泥這類土質(zhì),這種方法主要是在冬季施工,低溫對(duì)處理效果具較大的影響。
(4)預(yù)應(yīng)力管樁處理軟土地基,采用這種方法,通過(guò)在樁頂澆灌妝帽等方法形成樁網(wǎng)結(jié)構(gòu),使上部壓力比較均勻的傳到持力部位,可以有效的提高地基的承載力,控制沉降。
2.減輕橋坡堆土質(zhì)量,控制橋坡沉降。橋的質(zhì)量過(guò)大也是橋基沉降的一個(gè)重要原因,為此我們要盡可能的減輕橋坡的堆土質(zhì)量,以減輕橋的整體質(zhì)量,減少橋自身對(duì)橋基的壓力,其最主要的方法是使用輕質(zhì)土來(lái)堆填橋坡,可以有效減輕橋的質(zhì)量。
3.控制回填土施工質(zhì)量,減輕橋坡沉降,回填土的施工質(zhì)量對(duì)橋有直接的影響,其橋基回填土的施工質(zhì)量直接關(guān)系到橋基的沉降問(wèn)題,我們?cè)谑┕r(shí)必須注意的是要合理的選擇回填土的材料以及配料,選擇合適的壓實(shí)機(jī)械,并且按照科學(xué)的施工方法施工,來(lái)提高壓實(shí)度,保證施工的高質(zhì)量。
五.結(jié)束語(yǔ)
軟土路段施工難度較大,再加之軟土自身的特性以經(jīng)決定了其不穩(wěn)定性的存在,所以在這種路段出現(xiàn)橋頭跳車的現(xiàn)象較多。我們要解決跳車這一問(wèn)題,不僅僅要認(rèn)真分析對(duì)待施工地的自然環(huán)境,在理論上做好準(zhǔn)備工作,認(rèn)真對(duì)待,從設(shè)計(jì)著手,考慮周全之后定出完整的設(shè)計(jì)方案。與此同時(shí)施工的監(jiān)理單位以及施工單位要不斷的加強(qiáng)提高高質(zhì)量的意識(shí),嚴(yán)格照?qǐng)D要求來(lái)施工,監(jiān)理要嚴(yán)格履行監(jiān)理工作的程序,努力控制好每道工序,保證每一道工序的質(zhì)量能夠過(guò)關(guān),只有這樣才能從根本上解決橋頭跳車的問(wèn)題,其各方責(zé)任重大且意義深遠(yuǎn)。
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關(guān)鍵詞:路基工程;支擋結(jié)構(gòu);教學(xué)體會(huì)
中圖分類號(hào):G642.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):1674-9324(2013)15-0040-03
當(dāng)出現(xiàn)高大路堤、路塹及邊坡無(wú)法滿足規(guī)范要求的穩(wěn)定性時(shí),需要在路基中設(shè)置支擋結(jié)構(gòu);同時(shí),為節(jié)約土地資源,在城區(qū)和城郊線路中也常常設(shè)置輕型支擋結(jié)構(gòu)減小路堤放坡的占地面積。對(duì)于道路與鐵道工程專業(yè)的本科生而言,畢業(yè)參加工作后馬上就會(huì)在設(shè)計(jì)、施工以及養(yǎng)護(hù)工程中涉及支擋結(jié)構(gòu)內(nèi)容;因此,必須讓學(xué)生完全理解并掌握這部分的知識(shí)點(diǎn),同時(shí)要求他們明白規(guī)范中各個(gè)條款的前因后果,從而使他們到工作崗位后,能因地制宜,解決各類不同條件的工程問(wèn)題;同時(shí),還要針對(duì)以后學(xué)生不同的工作去向,有意識(shí)地布置知識(shí)點(diǎn)中的思考點(diǎn),激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。
一、支擋結(jié)構(gòu)在路基工程教學(xué)的地位
路基工程的教學(xué)工作量一般在46學(xué)時(shí),支擋結(jié)構(gòu)的工作量一般要求不少于10學(xué)時(shí),因此,支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是路基工程的重要一部分。
1.支擋結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)容,從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和涉及內(nèi)容上來(lái)分,分為三部分內(nèi)容,即墻背土壓力理論與計(jì)算、路基支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和特殊條件下的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),各自的教學(xué)要求和學(xué)時(shí)安排見(jiàn)表1所示。對(duì)于主動(dòng)土壓力理論和計(jì)算、支擋結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算內(nèi)容和方法、重力和懸臂式擋墻需要重點(diǎn)掌握。
2.支擋結(jié)構(gòu)與路基其他章節(jié)的相互關(guān)系。支擋結(jié)構(gòu)章節(jié)雖然具備獨(dú)立的內(nèi)容,自成一個(gè)體系,但與其他章節(jié)具有很大關(guān)聯(lián),因此在教學(xué)過(guò)程中也要實(shí)現(xiàn)相互穿插。(1)與路基邊坡穩(wěn)定性章節(jié)的相互關(guān)系。通常在授課過(guò)程中,對(duì)于路基邊坡的設(shè)計(jì)講授完成后,開(kāi)始面授支擋結(jié)構(gòu)部分內(nèi)容。因此,通常要在本章開(kāi)篇就與學(xué)生交待,由于穩(wěn)定性計(jì)算過(guò)程中在變坡后仍無(wú)法滿足,需要設(shè)置成本更高的支擋結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。(2)與路基受力和變形章節(jié)的相互關(guān)系。支擋設(shè)計(jì)中,與學(xué)生交待支擋結(jié)構(gòu)的受力問(wèn)題時(shí),需要交代上部荷載(公路與鐵路稍有不同,鐵路需要考慮軌道和機(jī)車車輛,而公路需要考慮車輛類型);因此,這時(shí)可以補(bǔ)充和溫習(xí)換算土柱部分的教學(xué)內(nèi)容,讓學(xué)生知道前面所學(xué)的內(nèi)容在具體問(wèn)題中應(yīng)用。(3)與路基排水與防護(hù)章節(jié)的相互關(guān)系。支擋結(jié)構(gòu)中一定要做好排水,否則增加了設(shè)計(jì)的外力,可以讓學(xué)生重新學(xué)習(xí)排水的重要性,明白工程出現(xiàn)的邊坡工程問(wèn)題極大部分是由于排水不恰當(dāng)造成,可以用“治坡就在治水”這樣的話語(yǔ)進(jìn)行強(qiáng)調(diào),讓學(xué)生重視排水的重要性,避免工作后出現(xiàn)大的問(wèn)題。(4)與特殊土路基章節(jié)的相互關(guān)系。通常特殊土中設(shè)置支擋結(jié)構(gòu),啟發(fā)學(xué)生需要注意哪些問(wèn)題。比如,在凍土地區(qū)(包括北方的季節(jié)性凍土)擋墻設(shè)計(jì)中,需要考慮凍脹力。
3.支擋結(jié)構(gòu)在目前工程中的應(yīng)用情況。這一部分內(nèi)容,應(yīng)該放在本章講授前,給學(xué)生對(duì)支擋結(jié)構(gòu)有一個(gè)總體感覺(jué)。首先,應(yīng)講授我國(guó)目前高大的邊坡,可以舉例蘭新鐵路越嶺地段的高大邊坡,告訴學(xué)生邊坡高度、填料方量,給學(xué)生一個(gè)視覺(jué)的沖擊;然后,講授一下增大路基邊坡坡度,能減小多少填料方量,給出具體的計(jì)算值,讓學(xué)生感覺(jué)設(shè)置擋墻的重要性;另外,還可以講授京滬高速鐵路設(shè)置扶壁式擋墻后,節(jié)省了多少土地,按北京的土地價(jià)值換算成節(jié)省的工程成本,也能讓學(xué)生知道如何節(jié)省工程造價(jià)。同時(shí),可以采用圖片的形式列舉各個(gè)不同場(chǎng)合應(yīng)用支擋結(jié)構(gòu)的情況,比如在高大路塹、隧道出口、倒石堆、滑坡地段等,讓學(xué)生理解擋墻的應(yīng)用廣泛性。
二、支擋結(jié)構(gòu)教學(xué)難點(diǎn)
1.特殊條件下的土壓力的計(jì)算。對(duì)于地震、浸水等特殊地區(qū)的支擋結(jié)構(gòu)的土壓力計(jì)算,土壓力的計(jì)算與普通擋墻的區(qū)別。對(duì)于地震地區(qū)的土壓力計(jì)算,首先介紹地震對(duì)結(jié)構(gòu)物的破壞主要來(lái)自水平方向剪切波,而引出為什么在地震區(qū)土壓力計(jì)算只增加一個(gè)水平的地震角即可,同時(shí)要強(qiáng)調(diào)地震角的影響因素和不同區(qū)域的地震設(shè)計(jì)烈度的概念。對(duì)于浸水條件下的土壓力內(nèi)容,首先告訴學(xué)生什么情況會(huì)出現(xiàn)浸水地區(qū),可以播放水庫(kù)、臨河、高地下水位等地段的路基圖片,讓學(xué)生有感觀認(rèn)識(shí);然后引導(dǎo)學(xué)生,在這種地區(qū)中的擋墻墻背將會(huì)受到怎么樣的附加力;同時(shí),也要告誡學(xué)生,在普通地區(qū)設(shè)置中避免出現(xiàn)墻背靜水壓力。
2.重力式擋墻的結(jié)構(gòu)要求。對(duì)于規(guī)范中提出了諸多如墻頂寬度、墻胸坡度、伸縮或沉降縫距離等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,這些內(nèi)容給學(xué)生介紹時(shí),學(xué)生往往比較迷茫,有時(shí)候課后學(xué)生問(wèn)為什么必須這樣做。因此,在這部分授課中,盡量讓學(xué)生完全理解這樣設(shè)置的原因。比如,墻頂寬度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求,要告訴學(xué)生墻頂是養(yǎng)護(hù)人員用來(lái)通行的、圍欄位置區(qū)域,同時(shí)對(duì)于混凝土擋墻要滿足結(jié)構(gòu)性的基本要求。
3.新型擋墻設(shè)計(jì)。對(duì)于新型擋墻的設(shè)計(jì),無(wú)論在墻背土壓力的計(jì)算,還是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性驗(yàn)算,都與重力式擋墻的設(shè)計(jì)不同;因此,需要克服重力式擋墻內(nèi)容對(duì)新型擋墻結(jié)構(gòu)講授的影響。(1)加筋擋墻。對(duì)于加筋擋墻,首先告訴學(xué)生擋墻墻背的土壓力完全與普通擋墻不同,筋條(加筋材料)主要是用來(lái)克服面板產(chǎn)生的土壓力,因此需要強(qiáng)調(diào)面板所受的土壓力的計(jì)算;同時(shí),需要講解筋條設(shè)計(jì)過(guò)程。對(duì)于穩(wěn)定性的驗(yàn)算,加筋擋墻設(shè)計(jì)包含了兩部分,分別是與普通擋墻相同的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算,以及對(duì)于單根筋條的局部穩(wěn)定性驗(yàn)算。(2)懸臂式擋墻。對(duì)于懸臂式擋墻,其墻背的土壓力計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及穩(wěn)定性驗(yàn)算的順序等方面有所區(qū)別。對(duì)于墻背的土壓力計(jì)算,需要告訴學(xué)生,規(guī)范推薦的懸臂式土壓力計(jì)算方法是基于布涅斯克彈性理論,而普通擋墻設(shè)計(jì)是采用庫(kù)倫理論,計(jì)算理論存在很大差異。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面,在介紹懸臂式擋墻時(shí),就要著重介紹各部分的名稱,同時(shí),還需要講解哪幾部分內(nèi)容需要設(shè)計(jì)人員來(lái)完成,設(shè)計(jì)過(guò)程中需要滿足什么構(gòu)造要求。對(duì)于穩(wěn)定性驗(yàn)算而言,一定要強(qiáng)調(diào)一下與重力式擋墻穩(wěn)定性驗(yàn)算順序的區(qū)別,重力式擋墻首先驗(yàn)算水平滑移穩(wěn)定性分析,而懸臂式擋墻的首先需要驗(yàn)算傾覆穩(wěn)定性。
三、支擋結(jié)構(gòu)教學(xué)的方法手段
1.不同墻背土壓力的求解。正如前面所述,土壓力計(jì)算是支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn),對(duì)于常見(jiàn)的墻背的形式——傾斜式、俯傾式和直立式,學(xué)生常會(huì)混淆。為了達(dá)到目標(biāo),設(shè)置了最簡(jiǎn)單的一個(gè)例題,計(jì)算三者的土壓力,讓學(xué)生從計(jì)算中得到啟示,哪種墻背受到的土壓力最小。同時(shí),在課堂中要重點(diǎn)講述一下朗肯、庫(kù)倫土壓力的適用范圍;對(duì)于庫(kù)倫土壓力,需要將推導(dǎo)過(guò)程簡(jiǎn)單地在課堂中闡述,至于求解過(guò)程,讓有興趣和能力的同學(xué)完成,并提供給他整個(gè)推導(dǎo)過(guò)程,激發(fā)學(xué)生對(duì)研究的興趣。而對(duì)于一些復(fù)雜的擋墻墻背的土壓力,將《鐵路工務(wù)技術(shù)手冊(cè),路基》中土壓力的計(jì)算表格單獨(dú)復(fù)印分發(fā)給學(xué)生,并在具體的一道例題中教學(xué)生如何使用,并讓學(xué)生舉一反三,做到完全掌握。
2.重力式擋墻的設(shè)計(jì)。在講授重力式擋墻的開(kāi)始階段,就給學(xué)生一個(gè)想象空間:一個(gè)擋墻會(huì)出現(xiàn)什么樣的破壞?并引導(dǎo)他們往三種破壞思考。學(xué)生最容易思考到是抗滑和抗傾覆破壞,在此時(shí)同時(shí)問(wèn)學(xué)生:如果這兩項(xiàng)不滿足怎么辦?學(xué)生就想到,出現(xiàn)哪種破壞就采取哪一種措施。同時(shí),提示學(xué)生擋墻就像一種結(jié)構(gòu)物,最重要的是完成地基的承載,引導(dǎo)學(xué)生想到基底承載力的驗(yàn)算;同時(shí),告訴學(xué)生存在著水平分量,因此就有基底偏心的現(xiàn)象,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)于土體這種材料,能否能承受拉力,學(xué)生就能想象到需要偏心距的驗(yàn)算。而對(duì)于擋墻的構(gòu)造設(shè)計(jì),就同上述進(jìn)行傳授。這樣,學(xué)生能比較有興趣并能比較全面地掌握重力式擋墻的設(shè)計(jì)。
作者采用以上的教學(xué)方法,進(jìn)行了三個(gè)教學(xué)循環(huán),從三屆畢業(yè)生的反饋來(lái)看,達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。作者通過(guò)提交在這個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)的體會(huì),希望能達(dá)到拋磚引玉的效果。
致謝:以上體會(huì)是同北京交通大學(xué)路基工程教學(xué)組的老師們共同探討后提出,在論文撰寫過(guò)程中得到了課程負(fù)責(zé)人劉建坤教授的大力指導(dǎo),在此對(duì)各位老師表示感謝。
參考文獻(xiàn):
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關(guān)鍵字:寒區(qū)隧道保溫層 設(shè)計(jì)計(jì)算
中圖分類號(hào):TU997文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
一、引言
凍害是寒冷地區(qū)隧道最常見(jiàn)的病害,很多已建成的寒區(qū)隧道都發(fā)生了襯砌開(kāi)裂、剝落、掛冰、路面冒水以及結(jié)冰等現(xiàn)象。因此,保溫設(shè)計(jì)成為了寒區(qū)隧道設(shè)計(jì)中需要解決的首要問(wèn)題,而隧道保溫層的設(shè)計(jì)更是其中的重中之重。
目前,在寒區(qū)隧道二襯內(nèi)側(cè)鋪設(shè)保溫層,已經(jīng)成為了業(yè)內(nèi)共識(shí)。但是保溫段的設(shè)置長(zhǎng)度以及保溫材料的厚度選取卻一直沒(méi)有統(tǒng)一的思路。很多設(shè)計(jì)都是憑借的工程經(jīng)驗(yàn),沒(méi)有明確的參數(shù)選取標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)算過(guò)程。本文依托吉林集雙高速公路項(xiàng)目,給出了寒區(qū)隧道保溫層設(shè)計(jì)的要點(diǎn)及計(jì)算過(guò)程,可以為類似項(xiàng)目提供一些思路和經(jīng)驗(yàn)。
二、依托項(xiàng)目隧道概述
集雙高速公路項(xiàng)目通化至梅河口段位于吉林省通化地區(qū)長(zhǎng)白山支脈龍崗山脈。項(xiàng)目共含隧道八座,其中柳樹(shù)河子隧道所處地區(qū)最冷月平均氣溫最低,最大凍深最深,故選取柳樹(shù)河子隧道為代表隧道進(jìn)行保溫計(jì)算。隧道按雙洞四車道設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)時(shí)速100km/h,建筑限界寬10.75m,高5.0m。隧道雙洞平均長(zhǎng)度2062m,圍巖主要為片麻巖。隧址區(qū)年平均氣溫為4.6℃,一月平均氣溫-18℃,極端最低氣溫-41.4℃,最大凍深1.7m。
三、保溫材料選型
寒區(qū)隧道保溫材料必須具備:保冷抗凍性好、防火性好、防水及耐腐蝕性好等特點(diǎn);裝飾抗凍層的面板必須具備優(yōu)良的防火性和抗凍性,并能隨隧道的輪廓彎曲成弧形。根據(jù)對(duì)目前國(guó)內(nèi)保溫層市場(chǎng)的調(diào)查研究并結(jié)合吉林省當(dāng)?shù)氐脑O(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用PU硬質(zhì)聚氨酯保溫板+FL纖維板。此種方案工藝成熟,為國(guó)內(nèi)寒區(qū)公路隧道保溫設(shè)計(jì)所廣泛采用。
此種方案優(yōu)點(diǎn):保溫層厚度容易控制,平整度好;施工工序簡(jiǎn)單,施工設(shè)備少,施工工期短;施工時(shí)對(duì)作業(yè)環(huán)境無(wú)特殊要求,施工環(huán)境清潔干凈即可;施工時(shí)對(duì)隧道內(nèi)的溫度沒(méi)有太高要求,施工質(zhì)量容易得到保證;龍骨固定鋼釘少,對(duì)二次襯砌表面的破壞少,對(duì)二次襯砌耐久性的不利影響小;保溫層破壞后維修方便,維修設(shè)備少,維修時(shí)間短;FL 纖維增強(qiáng)板為灰白色,具有一定的反光性,耐火性好。
表1硬質(zhì)聚氨酯保溫材料主要技術(shù)參數(shù)
四、保溫層設(shè)置范圍
要確定隧道保溫段長(zhǎng)度, 必須先確定什么條件下隧道可不保溫。冬季的隧道洞口氣溫最低,洞內(nèi)由于地?zé)岬淖饔茫瑴囟入S隧道埋深增大而上升,我們?nèi)《磧?nèi)氣溫為-5℃處為保溫段終點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外調(diào)查資料顯示,洞內(nèi)結(jié)冰溫度多在-5℃以下, 考慮到保溫設(shè)計(jì)時(shí)的計(jì)算溫度已較最冷月平均氣溫有較多降低, 故認(rèn)為取氣溫-5℃作為保溫段終點(diǎn)是合理的。
我們?cè)诒卦O(shè)計(jì)時(shí),采用了日本學(xué)者黑川范基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)回歸分析處理后的經(jīng)驗(yàn)公式。黑川范統(tǒng)計(jì)了264座隧道,提出如下公式:
y=65.6(5-x)0.818 (1)
式中: x―洞口計(jì)算溫度(取最冷月份平均氣溫減10℃為計(jì)算溫度);
Y―洞內(nèi)-5℃點(diǎn)距洞口長(zhǎng)度(m)。
本項(xiàng)目最冷月份平均氣溫取-18℃,故保溫段設(shè)置長(zhǎng)度為:
y=65.6[5-(-18-10)]0.818=1145.6m
由于隧道最長(zhǎng)單洞長(zhǎng)為2086m,且隧道斷面較之日本鐵路隧道斷面大,故項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)均采用全長(zhǎng)保溫。
五、保溫層設(shè)置厚度
1、等效厚度換算法
依據(jù)絕熱原理,對(duì)在隧道襯砌表面鋪設(shè)保溫隔熱材料的情況,可利用等效厚度換算法計(jì)算其厚度。其原理是對(duì)于不同導(dǎo)熱性能的兩種材料( 一種是襯砌和圍巖的組合整體,一種是防凍隔熱層) ,欲使隔溫效果相同,可令熱流量相同,即同一熱流量通過(guò)不同導(dǎo)熱性能、不同厚度的材料,根據(jù)材料兩側(cè)的溫差相等,即可解出這兩種材料的等效厚度。
理論分析中把地殼看作一個(gè)均質(zhì)的、半無(wú)限大物體,地球表面一定范圍內(nèi)的熱傳導(dǎo)問(wèn)題看作是單層平板熱傳導(dǎo)問(wèn)題。圍巖凍結(jié)深度等效換算時(shí),可按單層平板計(jì)算其熱流量。隧道是個(gè)管狀結(jié)構(gòu),且隧道圍巖的凍結(jié)深度較大,可按圓筒壁計(jì)算其熱流量。
在襯砌表面設(shè)置隔熱層。為保證隧道背部不發(fā)生凍結(jié),且有一定的安全儲(chǔ)備,設(shè)計(jì)中以保溫隔熱層背部的溫度大于0 ℃作為保溫隔熱層厚度計(jì)算的控制要求。因此在進(jìn)行理論分析時(shí),將這一點(diǎn)作為基本條件。分析中定義圍巖的熱導(dǎo)系數(shù)為λ1,保溫隔熱層材料的導(dǎo)熱系數(shù)為λ2,隧道的當(dāng)量半徑為r,圍巖的厚度為d( 換算或?qū)崪y(cè)的圍巖最大凍結(jié)深度) ,保溫隔熱層的厚度為δ,則有
ln()= ln()(2)
其中隧道的當(dāng)量半徑為
r = ( 開(kāi)挖高度+ 開(kāi)挖寬度) /4(3)
圍巖的厚度通過(guò)等效厚度換算原理,可通過(guò)地表最大凍深來(lái)?yè)Q算:
λ0 /d0 = λ1 /d (4)
式中,d0 為氣象資料中的最大凍深( m) ; λ0 為地表的松散巖土體的導(dǎo)熱系數(shù)( W/( m?℃) ) ; d 為圍巖換算的最大凍深( m) ; λ1 為圍巖的導(dǎo)熱系數(shù)( W/( m?℃) ) 。
由勘察報(bào)告可知隧道最大凍深為1.7m,地表覆蓋土導(dǎo)熱系數(shù)取1.22( W/( m?℃)),圍巖導(dǎo)熱系數(shù)取2.6( W/( m?℃) ),代入式(4),可得d=3.62m。
根據(jù)隧道設(shè)計(jì)尺寸可知隧道當(dāng)量半徑r=5.31。
將各參數(shù)代入式(2),得保溫層厚度為0.026m。
表2各種材料的導(dǎo)熱系數(shù)
2、地?zé)峁β视?jì)算法
就一個(gè)封閉體而言,如內(nèi)部無(wú)熱源,則其外表無(wú)論有多么厚的保溫層, 最終封閉體內(nèi)部溫度一定與外部溫度趨于一致。隧道的保溫設(shè)計(jì),可引入地?zé)嶙饔谩8鶕?jù)已知的工程所在地最冷月凍土深度,可求出地?zé)峁β省?/p>
(1) 確定單位面積地?zé)峁β蔖0
已知隧道洞口地表最冷月凍結(jié)深度為h0, 根據(jù)熱工原理:
(5)
其中:溫差t=0℃-t0,熱阻R=h0/λ,則有:
(6)
式中:t0―最冷月份平均氣溫,取-18℃;
h0―實(shí)測(cè)隧道凍土深度,取1.7 m;
λ―隧道地表覆蓋層導(dǎo)熱系數(shù),取1.22W/( m?℃)。
代入式(6)得P0=12.92。
(2) 計(jì)算保溫襯砌需要的熱阻R需,設(shè)已知襯砌保溫層內(nèi)表面接觸的氣溫為te(計(jì)算溫度),混凝土襯砌背面(與防水層接觸面)溫度為t設(shè)。則有:
R需=(t設(shè)-te)/P0(7)
式中: t設(shè)取0℃,計(jì)算溫度te為最冷月份平均氣溫減去10℃。
代入式(7)中得:R需=[0-(-18-10)]/12.92=2.167。
(3) 確定保溫層厚度
保溫系統(tǒng)提供的熱阻R 供= R1+R2
式中:R1―50cm二襯混凝土熱阻,R1=0.5/2.56;
R2―厚度為t的聚氨酯保溫板熱阻,R2=t/0.024;
令R需=R供,可算出t=0.047m。
六、結(jié)論
1、根據(jù)對(duì)目前國(guó)內(nèi)保溫層市場(chǎng)的調(diào)查研究并結(jié)合吉林省當(dāng)?shù)氐脑O(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),本項(xiàng)目保溫層設(shè)計(jì)采用襯砌內(nèi)設(shè)置PU硬質(zhì)聚氨酯保溫板+FL纖維板方案。
2、根據(jù)黑川范經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算結(jié)果,結(jié)合本項(xiàng)目隧道特點(diǎn),本項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)采用隧道全長(zhǎng)保溫。
3、根據(jù)兩種計(jì)算方法的計(jì)算結(jié)果,并結(jié)果我國(guó)北方氣候條件相近地區(qū)其他公路隧道設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)認(rèn)為保溫層厚度取5cm較為合理。
4、本文對(duì)寒區(qū)隧道保溫層的計(jì)算分析可供季節(jié)性凍土地區(qū)隧道設(shè)計(jì)作為參考。鑒于目前相關(guān)理論還不完善,且項(xiàng)目地區(qū)的氣象等資料有待驗(yàn)證,故具體保溫效果有待隧道建成后檢驗(yàn)。
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關(guān)鍵詞:隧道工程 超前地質(zhì)預(yù)報(bào) 綜合預(yù)報(bào)技術(shù)
中圖分類號(hào):TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1007-3973 (2010) 05-001-02
1前言
隨著我國(guó)公路建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大,公路隧道建設(shè)也取得了迅猛發(fā)展,但由于技術(shù)手段、經(jīng)濟(jì)狀況等方面的原因,在隧道設(shè)計(jì)階段所獲得的地質(zhì)資料有限,導(dǎo)致預(yù)設(shè)計(jì)階段做出的隧道設(shè)計(jì)圖常會(huì)遺漏一些只能在隧道掘進(jìn)過(guò)程中才能發(fā)現(xiàn)的不良地質(zhì)體;由此而導(dǎo)致在隧道工程施工過(guò)程中,由于前方地質(zhì)情況不明,常常出現(xiàn)塌方、涌水、巖爆、泥石流等各種地質(zhì)災(zāi)害,這些問(wèn)題的發(fā)生嚴(yán)重影響了工程的進(jìn)展,增加了工程造價(jià),有時(shí)甚至?xí)a(chǎn)生重大的事故。因此在隧道施工時(shí),對(duì)隧道掘進(jìn)方向的地質(zhì)情況通過(guò)技術(shù)手段進(jìn)行超前預(yù)報(bào)、預(yù)測(cè),以便提早、及時(shí)地采取有效的施工方法,就顯得尤為重要。近幾年各級(jí)工程管理部門,已經(jīng)認(rèn)識(shí)到隧道施工過(guò)程中超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的重要性,開(kāi)始在國(guó)內(nèi)隧道施工中逐漸采用地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作 。本文以肇興隧道為依托,通過(guò)采用地質(zhì)超前預(yù)報(bào)技術(shù),較好的避免了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,為隧道安全施工和提高施工進(jìn)度起到了不可估量的作用。
2肇興隧道工程概況
肇興隧道是廈蓉高速公路(貴州境)水格段的一項(xiàng)控制性工程,目前是貴州第一公路長(zhǎng)隧;左幅全長(zhǎng)4752米,右幅全長(zhǎng)4755米,最大埋深357m。隧道穿越云貴高原東部斜坡地帶,受侵蝕-剝蝕影響,地形條件復(fù)雜;隧道場(chǎng)區(qū)屬一級(jí)構(gòu)造單元華南褶皺帶,場(chǎng)地構(gòu)造有斷層及褶皺,巖性為變余砂巖、變余砂狀、層狀結(jié)構(gòu) 。
3超前地質(zhì)預(yù)報(bào)所用儀器及基本原理
肇興隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào) 主要采用地質(zhì)雷達(dá)法、陸地聲納法、瞬變電磁法相結(jié)合探測(cè)方法,并結(jié)合水平鉆孔進(jìn)行探測(cè),幾種技術(shù)手段相輔相成,相互驗(yàn)證并與地面地質(zhì)調(diào)查成果緊密結(jié)合,提高預(yù)報(bào)精度。
地質(zhì)雷達(dá)法是探地雷達(dá)(Ground Penetrating Radar,簡(jiǎn)稱GPR)方法,一種用于確定地下介質(zhì)分布的廣譜電磁波技術(shù),采用儀器為拉脫維亞地質(zhì)Zond-12e型地質(zhì)雷達(dá)及配套分析軟件對(duì)掌子面前方圍巖破碎情況進(jìn)行探測(cè)。基本原理是在檢測(cè)范圍無(wú)大量鐵磁性物體干擾的情況下,利用探地雷達(dá)天線向地下發(fā)射電磁脈沖,并接收由地下不同介質(zhì)界面的反射波,根據(jù)電磁波在介質(zhì)中傳播時(shí),其路徑、電磁場(chǎng)強(qiáng)度與波形將隨所通過(guò)介質(zhì)的電性質(zhì)(如介電常數(shù) r)及幾何形態(tài)的變化而變化。根據(jù)接收到的回波時(shí)間、幅度和波形等信息,可判定地下介質(zhì)的結(jié)構(gòu)與埋藏體的位置與形態(tài)。其測(cè)試原理如圖1所示。
陸地聲納法所用儀器為鐵道部科學(xué)研究院鐵建所研發(fā)生產(chǎn)的LDS-1陸地聲納儀及配套分析軟件對(duì)掌子面前方圍巖破碎情況進(jìn)行探測(cè);其原理(圖2)為在被測(cè)對(duì)象表面用錘擊產(chǎn)生震動(dòng)彈性波,彈性波在巖體中傳播,遇到波速和密度不同的界面可產(chǎn)生反射,用在錘擊點(diǎn)近旁設(shè)置的檢波儀接收這一系列反射波。沿一測(cè)線上許多測(cè)點(diǎn)逐一測(cè)取后,將各測(cè)點(diǎn)的記錄(時(shí)間曲線) 繪成一張圖――時(shí)間剖面(其縱坐標(biāo)為反射時(shí)t,以毫秒(ms)表示;橫坐標(biāo)為測(cè)點(diǎn),或水平距離、長(zhǎng)度),從圖中可以連成一條線的同一反射面的反射波,就可判斷出各反射界面。以其反射時(shí)t,以及在巖體表面測(cè)的彈性波速度V,就可以算出反射面深度h。
h=Vt/2
本方法用錘激震源以及檢波器和儀器結(jié)合,可激發(fā)和接收從10Hz~4000Hz的波,然后可通過(guò)分窗口帶通濾波提取不同頻段的反射波,高頻段的反射波可反映薄層和大節(jié)理等和小溶洞,低頻段的反射波可反映較大的斷層、較厚的巖脈、巖層和大溶洞,通過(guò)不同頻段反射的圖像對(duì)比,可以分辨不同的不良地質(zhì)體。
瞬變電磁法采用設(shè)備為IGGETEM-20瞬變電磁儀,該法原理(圖3)是利用不接地線向地下發(fā)射一次脈沖磁場(chǎng),在一次脈沖磁場(chǎng)的間歇期間(斷電),觀測(cè)二次渦流場(chǎng)的方法。當(dāng)發(fā)射回線中的電流突然斷開(kāi)時(shí),在介質(zhì)中激勵(lì)出二次渦流場(chǎng)(激發(fā)極化場(chǎng)),在二次渦流場(chǎng)的衰減過(guò)程中,早期反映淺層信息,晚期反映深層信息,研究瞬變電磁場(chǎng)隨時(shí)間的變化規(guī)律,通過(guò)對(duì)二次場(chǎng)接收回線觀測(cè),對(duì)所觀測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理,據(jù)此,解釋地下介質(zhì)及相關(guān)物理參數(shù)。
在隧道(洞)中探測(cè)時(shí),一般采用3m的方形線框,探測(cè)距離80m左右,如圖,在掌子面上掛一個(gè)方形電纜發(fā)射接收天線,采用中心裝置,接收用探頭,發(fā)射機(jī)線圈給一個(gè)脈沖電流,由瞬變電磁儀接收,測(cè)量脈沖電流斷去后,不同時(shí)刻的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)值,以e(t)/I表示,式中I為脈沖電流強(qiáng)度(以安為單位),e(t)表示脈沖電流斷去(t)秒的場(chǎng)強(qiáng),以微伏表示。經(jīng)數(shù)值處理,繪制成瞬變電磁多測(cè)道圖、視電阻率斷面等值線圖、視縱向電導(dǎo)斷面圖、視縱向電導(dǎo)微分成像圖。
4工程實(shí)例
現(xiàn)以肇興隧道出口端右幅YK21+524~YK21+424段所采用三種方法探測(cè)的結(jié)果與隧道開(kāi)挖的地質(zhì)情況進(jìn)行對(duì)比分析。 (圖4-1、圖4-2、圖4-3為陸地聲納測(cè)試成果圖)
對(duì)采集陸地聲納時(shí)間剖面計(jì)算分析認(rèn)為:掌子面前方100米范圍內(nèi)(YK21+524~YK21+424),圍巖為變余砂巖,炭化較嚴(yán)重,巖體較破碎、圍巖滲水。其中: 掌子面前方0~43m段為炭質(zhì)巖及其影響帶,該段圍巖破碎,且遇水軟化;60~74m、94~100m兩區(qū)段圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育,局部可能出現(xiàn)軟弱夾層,圍巖破碎。
采用瞬變電磁進(jìn)行探測(cè)位置為YK21+524,圖5為瞬變電磁測(cè)試成果圖
圖5瞬變電磁探測(cè)視電阻率等值線圖
對(duì)視電阻率等值線圖分析認(rèn)為:掌子面(YK21+524)前方5~45米范圍內(nèi)圍巖整體視電阻不低,推測(cè)前方45米內(nèi)滲水。其中掌子面前方30~45m范圍內(nèi)低電阻相對(duì)較低,推測(cè)該段圍巖裂隙發(fā)育,巖體較破碎,且含水較多,局部水量較大。
通過(guò)陸地聲納法和瞬變電磁法所測(cè)得數(shù)據(jù),并結(jié)合地質(zhì)情況綜合分析得出肇興隧道出口右洞YK21+524前方100范圍裂隙發(fā)育,圍巖較破碎,特別提出YK21+524前方0~45米為炭質(zhì)巖及其影響帶,且圍巖滲水。
根據(jù)兩種方法所測(cè)結(jié)果,采用地質(zhì)雷達(dá)法進(jìn)行短距離探測(cè)印證(圖6),從電磁波的反射振幅變化來(lái)看,掌子面前方0~20m,電磁波信號(hào)衰減總體較快,且局部反射信號(hào)強(qiáng)烈,推測(cè)前方圍巖破碎,節(jié)理裂隙發(fā)育。該段圍巖破碎,裂隙很發(fā)育,圍巖自穩(wěn)能力差。
根據(jù)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果,業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)及施工方相當(dāng)重視,制定了應(yīng)急預(yù)案,要求隧道在開(kāi)挖施工時(shí)密切注意掌子面地質(zhì)變化情況,并及時(shí)匯報(bào)。當(dāng)肇興隧道掘進(jìn)至YK21+524時(shí),掌子面巖體破碎,節(jié)理裂隙發(fā)育,自穩(wěn)能力較差,3/4斷面發(fā)現(xiàn)炭質(zhì)帶,并有延伸擴(kuò)大的趨勢(shì),且掌子面整體滲水,伴有小股流水,巖體遇水即軟化分裂,開(kāi)挖時(shí)極易發(fā)生坍塌。針對(duì)開(kāi)挖地質(zhì)情況,業(yè)主立即召集設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工等部門召開(kāi)專題會(huì)議,按照事先準(zhǔn)備的預(yù)案落實(shí)了各項(xiàng)處理應(yīng)對(duì)措施,及時(shí)調(diào)整了施工參數(shù),避免了地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,保證了隧道正常施工及人員安全。在肇興隧道施工過(guò)程中, 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)曾多次成功探明巖體破碎帶等不良地質(zhì)體,使施工人員做到心中有數(shù),提前采取施工措施,修正支護(hù)參數(shù),確保了隧道的施工安全,進(jìn)一步提高了隧道施工的工作效率。
5結(jié)論及建議
(1)隧道及洞室地下工程地質(zhì)情況具有復(fù)雜性和不可見(jiàn)性,通過(guò)采用超前地質(zhì)預(yù)報(bào),可以減少隧道施工過(guò)程中的盲目性,能較好的避受地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生;并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)預(yù)報(bào)結(jié)果,及時(shí)調(diào)整或修正設(shè)計(jì)參數(shù)及施工方法,正確指導(dǎo)施工,使施工快速、安全、經(jīng)濟(jì)、合理。因此,在地質(zhì)條件復(fù)雜的情況下,以地質(zhì)分析為主線,采用多種預(yù)報(bào)方法進(jìn)行綜合地質(zhì)預(yù)報(bào)是解決隧道的超前預(yù)報(bào)問(wèn)題重要方法,只有通過(guò)綜合分析預(yù)報(bào)才能獲得更加科學(xué)的超前預(yù)報(bào)成果。精確的地質(zhì)預(yù)報(bào)成果不但可以提前采取相應(yīng)的措施來(lái)預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,而且可以提高隧道施工的工作效率,更進(jìn)一步確保隧道施工和人員安全,提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
(2)根據(jù)我國(guó)隧道施工現(xiàn)狀,地質(zhì)預(yù)報(bào)工作起步較晚,目前的超前預(yù)報(bào)尚處于技術(shù)的發(fā)展階段,由于當(dāng)前技術(shù)水平和其它因素的影響,超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率還有待進(jìn)一步提高。同時(shí),地質(zhì)預(yù)報(bào)工作也應(yīng)在工程施工得到重視,在施工過(guò)程中應(yīng)將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作納入施工管理程序,真正做到先預(yù)報(bào)后施工,以達(dá)到安全施工和優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。
(3)隧道的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是避免施工災(zāi)害事故、保證隧道施工順利進(jìn)行、提高隧道科學(xué)化、信息化施工水平的有效手段,但任何一種物探手段都不是萬(wàn)能的,應(yīng)充分利用各自的特點(diǎn),發(fā)展綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù),使得超前地質(zhì)預(yù)報(bào)水平越來(lái)越高;同時(shí)進(jìn)行新技術(shù)新方法的研究和現(xiàn)有設(shè)備軟件處理水平的提高,不斷提高我國(guó)的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)水平,使超前地質(zhì)預(yù)報(bào)逐漸成為工程地質(zhì)學(xué)的一個(gè)重要組成部分。
注釋:
李志厚 云南山嶺公路隧道修筑技術(shù)研究[D].長(zhǎng)安大學(xué)博士學(xué)位論文,2009,2.
【關(guān)鍵詞】隧道施工,控制要點(diǎn),處理措施
中圖分類號(hào):U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一、前言
隧道的施工是一項(xiàng)全方位、全過(guò)程的施工工程,需要各施工部門以及各崗位的團(tuán)結(jié)協(xié)作,重點(diǎn)掌握每一道施工程序以及施工要點(diǎn),按照規(guī)范要求進(jìn)行施工,以確保隧道施工工程的施工質(zhì)量,從而保證隧道工程的順利完工。同時(shí)由于我國(guó)地形地貌限制較大,高山丘陵比較多,隧道施工成為公路工程建設(shè)中的重要部分。隧道施工是一件關(guān)系重大的大工程,其質(zhì)量和安全需要得到切實(shí)保證,在隧道施工中,有許多控制要點(diǎn)需要嚴(yán)密監(jiān)控,某些常見(jiàn)問(wèn)題應(yīng)當(dāng)在施工中做好預(yù)防措施和處理措施。
二、隧道施工控制要點(diǎn)
1.臺(tái)階法的施工
先拱后墻的雙側(cè)壁導(dǎo)坑臺(tái)階法,適用于含水量低但穩(wěn)定性好的巖段,具有施工進(jìn)程快、安全性好的優(yōu)點(diǎn),采用這種方法可以保證二次襯砌平行作業(yè)和防水層建設(shè)的質(zhì)量。具體的操作工序是
第一,在進(jìn)行洞口長(zhǎng)管棚和洞內(nèi)小導(dǎo)管的施工以后,再開(kāi)始進(jìn)行上臺(tái)階和拱頂?shù)男?dǎo)坑挖設(shè)工作,于此同時(shí),還要在小導(dǎo)坑處安裝支撐拱架、鎖腳錨管,還要架設(shè)襯砌拱架,這樣才能保證隧道的穩(wěn)定性。接著,就要開(kāi)始馬口和中槽的挖設(shè)工作了,在馬口和中槽上也要安裝拱架和鎖腳錨管,還要鋪設(shè)橫縱向的排水管道。
第二,要對(duì)隧道的局部仰拱和側(cè)墻進(jìn)行混凝土澆筑工作,澆筑完成后再開(kāi)始挖設(shè)馬口,還要安裝拱架、鎖腳錨管和縱橫向的排水管。最后一步是在局部的仰拱和側(cè)墻上澆筑混凝土,再將仰拱的拱架密封好。如果在使用雙側(cè)壁導(dǎo)坑臺(tái)階法時(shí)是那種先墻后拱的,那么這種方法就比較適合用在弱風(fēng)化的泥巖地段和比較飽和軟弱的地方,這樣就能夠控制好隧道發(fā)生的變形,但是這種方法的施工時(shí)間較長(zhǎng),而且造價(jià)也比較高。它的具體施工步驟是:第一,先安裝初期的管棚,在開(kāi)始進(jìn)行雙側(cè)壁的導(dǎo)坑,還要將鋼架架設(shè)在仰拱和側(cè)墻上。接著,開(kāi)始布置排水管和鎖腳錨管還要架設(shè)臨時(shí)的拱架等。
2.控制隧道開(kāi)挖及支護(hù)前期的質(zhì)量方法
必須按照相關(guān)的規(guī)定進(jìn)行隧道的開(kāi)挖工作,對(duì)于隧道的斷面要進(jìn)行科學(xué)的設(shè)計(jì),將二次襯砌的設(shè)計(jì)輪廓線作為施工的標(biāo)準(zhǔn),合理放大預(yù)留的變形量、施工誤差以及測(cè)量誤差等。實(shí)際的變形量不宜超出預(yù)留的變形量, 以免前期支護(hù)進(jìn)入二次襯砌的混凝土中。或者防止由于預(yù)留的變形量過(guò)大,而導(dǎo)致二次襯砌的厚度增大、回填增加等。開(kāi)挖時(shí),采取相應(yīng)的措施,加以提高圍巖的承受能力。禁止超量開(kāi)挖,關(guān)于超挖的部分,采用同等強(qiáng)度的噴射混凝土加以回填。與此同時(shí),禁止欠挖,以確保圍巖的完整。開(kāi)挖隧底時(shí),寧愿超挖,切勿欠挖以免隧道基礎(chǔ)的深度不足,而影響隧道結(jié)構(gòu)的整體受力情況。此外,開(kāi)挖時(shí),清除虛碴、積水,確保工程結(jié)構(gòu)與圍巖的密切結(jié)合。
3.錨桿施工的質(zhì)量控制
錨桿作為隧道施工工程的重要施工設(shè)備,有助于維護(hù)隧道圍巖的穩(wěn)定及安全,是確保工程施工安全的主要支護(hù)方法。隧道工程竣工后,錨桿能有效發(fā)揮應(yīng)有的支護(hù)作用。對(duì)此,在隧道施工工程的過(guò)程中,應(yīng)加強(qiáng)控制錨桿的類型、錨桿的長(zhǎng)度、錨桿的墊板以及錨桿的布置情況等方面。結(jié)合隧道工程的施工特點(diǎn),采取干鉆的方法進(jìn)行鉆孔。選取濕鉆時(shí),應(yīng)具備合理有效的排水對(duì)策,禁止拱腳浸泡。隧道鉆孔的深度,應(yīng)符合設(shè)計(jì)施工的要求。鉆孔完畢后,利用空氣或者水清理鉆孔,直到孑L口返氣以及返水為止。選取直順且無(wú)油污的桿體進(jìn)行安裝,確保注漿的飽滿,防止錨固力受到影響。當(dāng)水泥的漿體強(qiáng)度高達(dá)9MPa后,開(kāi)始安裝墊板,并擰緊螺母。
4.架立鋼拱架過(guò)程的質(zhì)量控制
首先,控制好鋼拱架架立的質(zhì)量控制,具體內(nèi)容主要有:鋼拱架的橫向尺寸、標(biāo)高、間距、垂直度、螺栓的連接以及各單元連接部位的虛碴與散物處理等。安裝各個(gè)洞口的鋼拱架時(shí),按照標(biāo)準(zhǔn)要求,控制好鋼拱架的寬度、標(biāo)高以及尺寸等。架立后,技術(shù)監(jiān)理員應(yīng)對(duì)其進(jìn)行多次核對(duì),以保證各項(xiàng)數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)。其次,鋼拱架應(yīng)和隧道的圍巖密切貼近,若無(wú)法密切相貼,應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)要求,采用高標(biāo)號(hào)的混凝土進(jìn)行填塞澆實(shí),其的點(diǎn)數(shù)單側(cè)必須大于或者等于各個(gè)接觸點(diǎn),以保證鋼拱架的整體受力。控制好掌子面周圍的鋼拱架,其外露的距離不得超過(guò)兩米。其次,各鋼架間的縱向連接筋,應(yīng)設(shè)置在拱架的內(nèi)緣。最后,按照施工要求,控制好連接筋的環(huán)向長(zhǎng)度與間距,以便其和下一個(gè)鋼架的密切連接。
三、施工問(wèn)題的處理措施
1.拱墻、仰拱施工
拱墻、仰拱施工時(shí),常見(jiàn)的問(wèn)題有施工縫、變形縫,在止水帶施工時(shí)也常出現(xiàn)問(wèn)題,可以采取以下處理措施。
第一,對(duì)于施工縫、變形縫施工,在拱墻、仰拱施工過(guò)程中,應(yīng)當(dāng)先澆混凝土表面必須鑿毛,并鑿出先澆混凝土表面的水泥砂漿和松軟層,沖洗干凈。鑿毛時(shí),混凝土必須達(dá)到的強(qiáng)度為:人工鑿毛2.5MPa,風(fēng)動(dòng)機(jī)鑿毛10MPa。縱向施工縫后澆混凝土前,應(yīng)在鑿毛后的先澆混凝土表面上,鋪一層厚約30cm的混凝土,其粗骨料宜比后澆混凝土減少10%,然后再涂刷混凝土界面劑處理,及時(shí)澆筑混凝土。環(huán)向施工縫后澆混凝土前,應(yīng)將其表面浮漿和雜物清除,并及時(shí)澆筑混凝土。
第二,止水帶施工注意事項(xiàng)。止水帶應(yīng)與襯砌端頭模板正交,以確保位置準(zhǔn)確、牢固可靠,中埋式止水帶中間空心圓環(huán)應(yīng)與變形縫的中心線重合。止水帶連接前應(yīng)做好接頭表面的清刷與打毛,搭接長(zhǎng)度不得小于10cm。橡膠止水帶接頭宜采用熱硫化搭接膠合,接頭強(qiáng)度不應(yīng)低于母材的80%,轉(zhuǎn)角半徑不得小于200mm。
固定止水帶時(shí),不得在止水帶上穿孔打洞,不得損壞止水帶本體部分,不得使止水帶翻滾、扭結(jié)。二次襯砌脫模后,若有走模、止水帶過(guò)分偏離的現(xiàn)象,應(yīng)及時(shí)對(duì)止水帶進(jìn)行糾偏。
2.拱部防水板焊接注漿底座
拱頂回填注漿中,拱部防水板焊接注漿底座時(shí)應(yīng)當(dāng)采取如下措施。
第一,注漿系統(tǒng)包括注漿底座和注漿導(dǎo)管,注漿底座的材質(zhì)必須與防水板材質(zhì)相同,注漿底座沿拱頂縱向一排,間距3m到4m之間。
第二,注漿底座采用熱熔焊接法固定在防水板的內(nèi)表面,固定點(diǎn)不得多于4個(gè),每處的焊接面不大于10mmxl0mm。
第三,注漿底座與防水板必須焊接牢固,以免澆筑和振搗?昆凝土?xí)r發(fā)生脫落。
第四,用塑料膠粘帶將底座四周封閉,以免澆筑混凝土?xí)r漿液進(jìn)入注漿底座內(nèi)堵塞注漿導(dǎo)管。注漿導(dǎo)管的引出部位可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)條件確定。
3.防水施工中防水板破損處修理
第一,如發(fā)現(xiàn)防水板有破損,必須及時(shí)修補(bǔ)。首先取一小塊防水板,除盡兩防水板上的灰塵后,將其置于破損處,然后用手動(dòng)電熱熔接器熔接。最后,用真空檢測(cè)器進(jìn)行熔接質(zhì)量檢測(cè),若不合格必須重新修補(bǔ)。
第二,防水板應(yīng)避開(kāi)火源,并做好保護(hù)措施。尤其是鋼筋施工、混凝土澆筑和搗固時(shí),應(yīng)采取措施避免對(duì)卷材造成破壞,如有破壞處應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。
四、結(jié)語(yǔ)
綜上所述,隧道施工在我國(guó)的工程施工中占據(jù)著十分重要的地位,對(duì)于我國(guó)的工程建設(shè)具有重大的意義。因此在進(jìn)行隧道施工時(shí),要在安全、有序、優(yōu)質(zhì)、高效的指導(dǎo)思想下,努力控制隧道施工質(zhì)量達(dá)到最優(yōu)化。做好施工過(guò)程中的質(zhì)量控制要點(diǎn),確保關(guān)鍵環(huán)節(jié)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)還要對(duì)出現(xiàn)的問(wèn)題采取相應(yīng)的措施,如此方可保證工程的質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
[1]王曉州,丁維利,趙永明,王慶林,初厚永,李雷 大斷面濕陷性黃土隧道施工技術(shù) [會(huì)議論文] 2009 - 2009年中國(guó)鐵道學(xué)會(huì)客運(yùn)專線工程技術(shù)學(xué)術(shù)研討會(huì)
[2]倪玉山,張華兵 黃土隧道施工方案的數(shù)值分析[會(huì)議論文] 2007 - 2007年地面和地下工程中巖石和巖土力學(xué)熱點(diǎn)問(wèn)題研討會(huì)
【關(guān)鍵詞】高等級(jí)公路瀝青路面冷再生技術(shù)養(yǎng)護(hù)
中圖分類號(hào):X734 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):
一.引言
將瀝青層和部分基層材料同時(shí)進(jìn)行就地冷再生,形成路面基層的一種技術(shù)。全深式再生實(shí)際上是就地冷再生的一種,只不過(guò)是再生厚度范圍內(nèi)包含了部分基層。國(guó)內(nèi)全深式再生工程的再生結(jié)合料絕大部分采用水泥,個(gè)別采用乳化瀝青和泡沫瀝青。舊瀝青路面的再生利用,就是將舊瀝青路面經(jīng)過(guò)路面再生專用設(shè)備的翻挖、回收、加熱、破碎、篩分后,與再生劑、新瀝青、新集料等按一定比例重新拌和成混合料,滿足一定的路用性能并重新鋪筑于路面的一整套工藝。
二.對(duì)冷再生技術(shù)的認(rèn)識(shí)。
1.冷再生技術(shù)。
瀝青路面再生技術(shù)不是一項(xiàng)單一的技術(shù),而是一類技術(shù)的總稱。各國(guó)的分類方式不盡相同。中國(guó)《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(JTG F41—2008)將瀝青路面再生技術(shù)分為4類,分別是廠拌熱再生、就地?zé)嵩偕S拌冷再生、就地冷再生。就地冷再生是指采用專用的就地冷再生設(shè)備,對(duì)瀝青路面摻入一定數(shù)量的新集料、再生結(jié)合料、活性填料(水泥、石灰等)、水等材料后,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)銑刨、破碎、拌和、整形、攤鋪、碾壓等工序,實(shí)現(xiàn)舊瀝青路面再生的技術(shù),它包括瀝青層就地冷再生和全深式就地冷再生2種方式。僅對(duì)瀝青材料層進(jìn)行的就地再生稱為瀝青層就地冷再生:再生層既包括瀝青材料層又包括非瀝青材料層的稱為全深式就地冷再生。瀝青路面就地冷再生并不是人們通常所理解的將已經(jīng)破損的瀝青路面重新恢復(fù)到完好的原始狀態(tài),而是將舊面層和部分基層就地改建成新的基層或底基層。此技術(shù)使舊瀝青路面材料得到充分再利用。
從目前的工程實(shí)踐來(lái)看,瀝青路面就地冷再生技術(shù)在道路再生中具有明顯的優(yōu)勢(shì),具體表現(xiàn)如下。
(1)節(jié)省材料和運(yùn)輸成本,與其他傳統(tǒng)的施工方法相比,總投資可節(jié)省20%~50%。
(2)不中斷交通。由于就地冷再生工序簡(jiǎn)單,對(duì)交通干擾反應(yīng)不敏感,故在交通量不太大的情況下可以半幅通車、半幅施工。
(3)由于無(wú)需對(duì)舊料實(shí)施運(yùn)輸、破碎工藝,因此工期大幅縮短。
(4)保護(hù)環(huán)境和節(jié)省資源。因?yàn)榕f料得以全部就地利用,減少了新材料的開(kāi)采,也不存在舊料運(yùn)輸和廢料處理的問(wèn)題,不但節(jié)省了投資,還具有環(huán)保意義。
2.就地冷再生機(jī)。
就地冷再生機(jī)是瀝青路面冷再生施工中的主要設(shè)備,冷再生機(jī)的核心是裝有大量專用刀頭的銑刨和拌和轉(zhuǎn)子。冷再生機(jī)向前行進(jìn)時(shí),轉(zhuǎn)子向上旋轉(zhuǎn)銑刨原路面材料,同時(shí),水通過(guò)軟管從就地冷再生機(jī)連接的水車中輸送過(guò)來(lái),并在再生機(jī)的拌和倉(cāng)中噴灑。水的輸送量通過(guò)微處理器控制的泵送系統(tǒng)精確控制,以達(dá)到需要的最佳含水量。銑刨轉(zhuǎn)子將水與銑刨料充分拌和。液體穩(wěn)定劑例如熱瀝青(冷再生機(jī)自帶泡沫瀝青發(fā)泡裝置,可將熱瀝青加熱到160℃~180℃,與少量水混合發(fā)泡)可通過(guò)專門設(shè)計(jì)的噴灑嘴被噴灑到拌和腔;粉狀穩(wěn)定劑如水泥需按設(shè)計(jì)添加量事先灑布在再生機(jī)前的路面上,再生機(jī)將粉狀穩(wěn)定劑與再生料和水一次性拌和。如遇再生層原級(jí)配不良的情況,可在再生前將所缺少的部分集料灑布在路面上,通過(guò)與舊料拌和來(lái)改善原路面材料的級(jí)配。
3. 瀝青路面再生技術(shù)的分類。
(1)再生技術(shù)按溫度要求可分為冷再生和熱再生。
(2)熱再生又可分為就地?zé)嵩偕S拌熱再生。
(3)冷再生又可分為廠拌冷再生、就地冷再生、全深式再生。
三.瀝青路面再生施工方法。
再生瀝青路面的施工按溫度可分為熱法施工和冷法施工。熱法施工按施工工藝又可分為現(xiàn)場(chǎng)熱再生法和廠拌熱再生法
1.現(xiàn)場(chǎng)冷再生法。
現(xiàn)場(chǎng)冷再生法是用大功率路面銑刨拌和機(jī)將路面混合料在原路面上就地銑刨、翻挖、破碎,再加入穩(wěn)定劑、水泥、水(或加入乳化瀝青)和骨料同時(shí)就地拌和,用路拌機(jī)原地拌和,最后碾壓成型。這種方法主要應(yīng)用于冷法施工中,且新添加的結(jié)合料是乳化瀝青,這種方法對(duì)設(shè)施要求較低,生產(chǎn)成本不高,但同時(shí)再生路面的品質(zhì)不是很好,目前該方法使用較少,主要是用于等級(jí)低的道路或鋪筑基層使用,國(guó)外多用于鄉(xiāng)村道路的翻修。
2.現(xiàn)場(chǎng)熱再生法。
現(xiàn)場(chǎng)熱再生是一種就地修復(fù)破損路面的過(guò)程,它通過(guò)加熱軟化路面,鏟起路面廢料,再和瀝青粘合劑混合,有時(shí)可能還需要添加一些新的骨料。然后將再生料重新鋪在原來(lái)的路面上。一般用一臺(tái)大型“瀝青路面熱再生聯(lián)合機(jī)組”,先把瀝青路面烤熱軟化,再將舊瀝青層收集起來(lái)輸送到該機(jī)組中的雙臥軸連續(xù)攪拌機(jī)上,添加新骨料、補(bǔ)充新瀝青,攪拌后排到機(jī)組的攤鋪器上,攤鋪、搗實(shí)、熨平,再用壓路機(jī)碾壓,鋪成一條新路。現(xiàn)場(chǎng)熱再生可以通過(guò)單次操作完成,把原材料和需修的路面重新結(jié)合。或者是通過(guò)兩階段完成,即先將再生料重新壓實(shí),然后在上面再鋪一層磨耗層。這種方法施工簡(jiǎn)單方便,多用于基層承載能力良好、面層因疲勞而龜裂的路段,特別適用于老化不太嚴(yán)重,但平整度較差的路面。
3.工廠熱再生法。
工廠熱再生法在工廠中對(duì)回收的瀝青混合料進(jìn)行集中處理,是一種實(shí)用、靈活、簡(jiǎn)便而又能保證質(zhì)量的瀝青路面再生技術(shù)。
工廠熱再生法就是將舊瀝青路面經(jīng)過(guò)翻挖后運(yùn)回拌和廠,再集中破碎,根據(jù)路面不同層次的質(zhì)量要求,進(jìn)行配比設(shè)計(jì),確定舊瀝青混合料的添加比例,再生劑、新瀝青材料、新集料等在拌和機(jī)中按一定比例重新拌和成新的混合料,從而獲得優(yōu)良的再生瀝青混凝土,鋪筑成再生瀝青路面。利用這種方法,可以方便對(duì)已被翻挖的基層甚至路基的一些地段進(jìn)行有效的補(bǔ)強(qiáng),瀝青層的重鋪則可以象新路施工一樣,分別按下面層、中面層、上面層(磨耗層)的不同技術(shù)要求進(jìn)行配合比設(shè)計(jì),確定舊瀝青回收料的添加比例。
四.瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生方法的主要特點(diǎn)。
1. 任何直接重鋪或銑刨后再填補(bǔ)的工程都可以用熱再生的方法,舊路面混合料就地再生利用,不需要搬運(yùn)廢料過(guò)程及廢棄物堆放場(chǎng)地。
2. 能保存骨料的的完好,保留瀝青的組成及性能,100%地利用舊料。而傳統(tǒng)的工廠再生法只能利用40—50%舊料,新的設(shè)備能夠產(chǎn)生更高質(zhì)量的瀝青,它和新的瀝青混和料具有一樣的生命周期。
3. 不受大的交通流量的限制,與以前的維修方法相比,影響交通及沿途居民的程度小,施工結(jié)束就可以開(kāi)放交通。
4. 施工產(chǎn)生的振動(dòng)、噪音比其他施工方法小,有利于環(huán)保。
5. 現(xiàn)場(chǎng)熱再生不能修復(fù)位于瀝青層以下較深位置的伸縮裂紋,可以達(dá)到最大深度為50mm的位置,在某種情況下,可以達(dá)到更深的再生深度。
五.結(jié)束語(yǔ)
采用瀝青再生技術(shù),可以充分利用舊料,通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)呐浔燃靶屡f料摻和比例,可以再生得到質(zhì)量相當(dāng)不錯(cuò)的再生混和料。初步的研究和實(shí)踐均表明,這種再生混合料可以使用于高等級(jí)公路的瀝青面層。同時(shí),利用瀝青再生技術(shù)可以取得相當(dāng)可觀的經(jīng)濟(jì)效益和顯著的社會(huì)效益。
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關(guān)鍵字:收斂量測(cè)隧道施工新奧法應(yīng)用
中圖分類號(hào):U45文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
隨著新奧法(NATM)在隧道施工中的廣泛運(yùn)用,作為新奧法的靈魂,現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控量測(cè)也越來(lái)越得到了廣泛的重視。如何加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)技術(shù)在隧道施工中的應(yīng)用是隧道施工的關(guān)鍵。現(xiàn)以洞塘隧道為例對(duì)監(jiān)控量測(cè)技術(shù)在隧道施工中作用進(jìn)行闡述。
1、工程概況
渝湘高速公路洞塘隧道位于重慶市黔江區(qū),為上下分離的四車道高速公路隧道,隧道全長(zhǎng)1709m。隧道處于低山區(qū),洞口山體表層覆蓋殘坡積土層,洞口谷底有薄層沖洪積亞粘土,地下水主要為風(fēng)化層裂隙水且多處于隧道拱頂之上,地下水較貧乏,受降水影響。隧道進(jìn)口屬淺埋段,并承受偏壓。設(shè)計(jì)采用復(fù)合襯砌,在進(jìn)口、出口段均設(shè)仰拱襯砌,初期支護(hù)為l榀/0.5m工字鋼型鋼拱架+智能中空注漿錨桿+噴射鋼纖維砼。根據(jù)地質(zhì)情況和施工經(jīng)驗(yàn),經(jīng)認(rèn)真研究確定以下施工方法:Ⅲ、Ⅳ類圍巖段均采用全斷面法開(kāi)挖,其中Ⅳ類圍巖可視具體情況預(yù)留核心土,Ⅴ類圍巖采用臺(tái)階法或分部法開(kāi)挖。開(kāi)挖采用光面爆破或預(yù)裂爆破技術(shù)。初期支護(hù)緊跟工作面,實(shí)施監(jiān)控量測(cè)穩(wěn)定后,進(jìn)行二次襯砌施工。
2.監(jiān)控量測(cè)的目的
(1)及時(shí)掌握、反饋圍巖應(yīng)力狀態(tài)及圍巖的位移和支護(hù)、襯砌的可靠性等信息,預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的施工隱患,防患于未然,保障圍巖穩(wěn)定和施工安全;
(2)根據(jù)“新奧法”原理,通過(guò)圍巖量測(cè),確定初期支護(hù)和二次襯砌的合理施作時(shí)間;
(3)通過(guò)對(duì)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形、應(yīng)力量測(cè),了解支護(hù)構(gòu)件的作用與效果,及時(shí)修改支護(hù)參數(shù),優(yōu)化施工方案;
(4)積累第一手資料,為施工中調(diào)整圍巖級(jí)別、修改支護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、變更施工方法、為今后的設(shè)計(jì)和施工提供參考依據(jù)。
(5)對(duì)隧道圍巖和襯砌應(yīng)力場(chǎng)異常狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。
總之,對(duì)隧道施工進(jìn)行監(jiān)控量測(cè)使隧道的設(shè)計(jì)和施工運(yùn)作納入科學(xué)的動(dòng)態(tài)的管理中,使隧道工程始終處于良好的運(yùn)行狀態(tài),實(shí)現(xiàn)安全、合理和經(jīng)濟(jì)性等目標(biāo)。
3、監(jiān)控量測(cè)流程如下圖
量測(cè)及信息反饋框圖
4.量測(cè)項(xiàng)目選定及布設(shè)、安裝
(1) 量測(cè)項(xiàng)目選定
根據(jù)有關(guān)規(guī)范和設(shè)計(jì)施工圖的要求和洞塘隧道施工的需要,將本次監(jiān)控量測(cè)內(nèi)容分為常規(guī)量測(cè)和地質(zhì)預(yù)報(bào)兩部分內(nèi)容。
表1 洞塘隧道常規(guī)監(jiān)控量測(cè)項(xiàng)目表
(2) 量測(cè)儀器設(shè)備
位移收斂采用JSS30A型數(shù)顯式收斂計(jì),拱頂下沉及地表沉降采用水準(zhǔn)儀、塔尺、鋼尺,地質(zhì)素描采用地質(zhì)羅盤、鋼尺。
(3) 量測(cè)人員組成
量測(cè)人員由項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人(1人)主管,技術(shù)員2人負(fù)責(zé)周邊收斂量測(cè),精測(cè)隊(duì)3人負(fù)責(zé)拱頂下沉、地表沉降,地質(zhì)預(yù)報(bào)員1人負(fù)責(zé)地質(zhì)素描。
(4) 量測(cè)點(diǎn)布設(shè)及安裝
周邊收斂位移及拱頂下沉量測(cè)斷面布設(shè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)在避免爆破作業(yè)破壞的前提下,距開(kāi)挖面2m范圍內(nèi)安設(shè)。周邊收斂、拱頂下沉在開(kāi)挖后馬上埋設(shè),并且在24小時(shí)內(nèi)和下次爆破前讀得初讀數(shù),地表下沉在開(kāi)挖前埋設(shè)并讀得初讀數(shù)。量測(cè)點(diǎn)安設(shè)要及時(shí)牢固,同時(shí)拱頂下沉測(cè)點(diǎn)與周邊收斂測(cè)點(diǎn)必須是在一個(gè)斷面上。
監(jiān)控量測(cè)點(diǎn)布置圖
5. 量測(cè)數(shù)據(jù)收集及量測(cè)數(shù)據(jù)分析處理
(1) 量測(cè)數(shù)據(jù)收集
量測(cè)數(shù)據(jù)的收集要及時(shí),并要保證原始數(shù)據(jù)的真實(shí)性,同時(shí)采集數(shù)據(jù)要保證儀器的精確性。收集數(shù)據(jù)應(yīng)該在施工過(guò)程中,準(zhǔn)確記錄量測(cè)斷面的地質(zhì)情況、量測(cè)數(shù)據(jù)以及工程日志,使復(fù)雜的數(shù)據(jù)收集簡(jiǎn)單化、規(guī)范化,防止遺漏,減少錯(cuò)誤。以JSS30A型收斂計(jì)為例,在收斂量測(cè)讀數(shù)時(shí),要觀測(cè)三次取中值,三次讀數(shù)之間的允許誤差為0.30。若三次觀測(cè)值超過(guò)允許范圍應(yīng)松弛后,重新觀測(cè)保證三次讀數(shù)在允許范圍內(nèi)。在拱頂下沉的讀數(shù)過(guò)程中,由于鋼尺精確度影響,在讀數(shù)時(shí)量測(cè)人員要進(jìn)行換讀取中值,以免由于讀數(shù)誤差影響準(zhǔn)確性。在進(jìn)行數(shù)據(jù)收集時(shí),量測(cè)人員應(yīng)責(zé)任心強(qiáng)、細(xì)心,要緊跟工作面,詳細(xì)記錄爆破后開(kāi)挖面圍巖以及噴層面的變化情況。在數(shù)據(jù)收集后,要對(duì)各種數(shù)據(jù)整理分類,以備分析時(shí)使用。同時(shí),量測(cè)人員要詳細(xì)讀圖,將施工圖紙讀透,熟悉施工方法,只有這樣才能將量測(cè)技術(shù)運(yùn)用得當(dāng)。
(2) 量測(cè)數(shù)據(jù)分析處理
數(shù)據(jù)分析處理時(shí)要求得最終收斂值,必須在得到大量量測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上才能進(jìn)行回歸分析,即只有在量測(cè)的后期方可進(jìn)行回歸分析,但是這樣就無(wú)法滿足工程施工的需要。故在量測(cè)的同時(shí)必須要及時(shí)整理出從現(xiàn)場(chǎng)獲取的數(shù)據(jù),繪制時(shí)間的變化曲線,觀察變化趨勢(shì),確定判斷施工安全性,借此來(lái)指導(dǎo)施工。這就要求當(dāng)天的數(shù)據(jù)不能積壓,必須當(dāng)天整理處理,防止因偶然因素而導(dǎo)致判斷錯(cuò)誤影響施工。量測(cè)人員在分析數(shù)據(jù)時(shí),要經(jīng)過(guò)詳細(xì)匯總計(jì)算,結(jié)合收集的各種數(shù)據(jù)、記錄確保最終結(jié)果的正確。
(3) 量測(cè)數(shù)據(jù)分析計(jì)算
量測(cè)收斂值計(jì)算:Y=R0+R差R差=R修i-R修(i-1)R修=R均+R溫
R溫=t×A×0.000012
收斂位移速率: Vj=[R(i+1)-Ri]/T差
Y:收斂值,V:收斂位移速率,R0:初次觀測(cè)值,R差:收斂差值。R修:收斂修正值,R均:量測(cè)平均值,R溫:溫度修正值,t:溫差,
A:鋼尺孔位讀數(shù)。
現(xiàn)以洞塘隧道左線ZK38+470斷面為例進(jìn)行對(duì)原始收斂值進(jìn)行回歸分析處理計(jì)算,收斂位移、拱頂下沉位移采用以下函數(shù)作為回歸函數(shù):
y=A+Bln(x)、y=Ae-B/x、y=x/(A+Bx)、y=A(e-Bx0- e-Bx)、y=Alg{(x+B)/ (x0+B)}
式中y―變形值(mm);A,B―回歸系數(shù);x―量測(cè)時(shí)間(d);x0―測(cè)點(diǎn)初讀數(shù)時(shí)距開(kāi)挖時(shí)的時(shí)間(d);預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的最大值和變化速度。本工程經(jīng)過(guò)對(duì)比試驗(yàn)采用y=A+Bln(x)。
6. 量測(cè)數(shù)據(jù)反饋
在對(duì)數(shù)據(jù)分析處理后,要及時(shí)反饋到工程施工當(dāng)中,以確定先行的施工方法、支護(hù)參數(shù)是否滿足施工需要。一般情況下,圍巖失穩(wěn)的表觀與信息特征:圍巖不收斂或變形有加大趨勢(shì),噴層開(kāi)裂有發(fā)展趨勢(shì);圍巖穩(wěn)定特征是:周邊收斂小于0.2mm/d,拱頂下沉位移小于0.15mm/d;變化趨勢(shì)逐漸平緩;相對(duì)位移值達(dá)到計(jì)算總位移的80% 。在洞塘隧道施工中,我們對(duì)監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析后,作出如下結(jié)論:
(1) 在施工過(guò)程中的前7d,收斂曲線隨時(shí)間增大很快,說(shuō)明圍巖在開(kāi)挖后變形很大,很不穩(wěn)定,這要求施工時(shí)要及時(shí)支護(hù),及時(shí)將巖面封閉,并且減小開(kāi)挖進(jìn)尺,做到短進(jìn)尺、及時(shí)支護(hù),以約束圍巖變形。
(2) 在以后12d內(nèi)變形量依然增大較快,沒(méi)有穩(wěn)定趨勢(shì),說(shuō)明圍巖有一定時(shí)間依賴性。在曲線的變形增大較快時(shí)間內(nèi),應(yīng)盡快控制開(kāi)挖的進(jìn)尺,并保證及時(shí)支護(hù),而且盡量減小因爆破而造成對(duì)圍巖的擾動(dòng)。
(3) 在開(kāi)挖后20d,收斂變形曲線已變緩,變形漸趨穩(wěn)定。
(4) 通過(guò)數(shù)據(jù)反饋、分析結(jié)果表明,施工中采用的方案是可行的,支護(hù)參數(shù)合理,能夠滿足施工需要。
(5) 曲線中拱頂下沉曲線與水平收斂曲線是成正比的,未出現(xiàn)突升或突降,說(shuō)明隧道變形是均勻同步的。
(6) 下臺(tái)階施工過(guò)程中曲線未出現(xiàn)折線或突變曲線,說(shuō)明下臺(tái)階施工跳馬口長(zhǎng)度及支護(hù)是合理的。
7. 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)
(1)洞塘隧道我們委托重慶市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào),當(dāng)開(kāi)挖至里程ZK38+420處圍巖地質(zhì)狀況發(fā)生變化,左側(cè)拱腰處出現(xiàn)圍巖變差。當(dāng)開(kāi)挖至里程為ZK38+400,圍巖地質(zhì)逐漸由頁(yè)巖鈣質(zhì)膠結(jié)轉(zhuǎn)變?yōu)槟噘|(zhì)膠結(jié),同時(shí)圍巖強(qiáng)度變?nèi)酰谱用婀?jié)理裂隙發(fā)育,有滴狀滲水。針對(duì)該圍巖地質(zhì)狀況,我們邀請(qǐng)了重慶市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院采用地質(zhì)雷達(dá)對(duì)掌子面作地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作。
(2)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試得到原始數(shù)據(jù)。經(jīng)過(guò)專用軟件的數(shù)據(jù)處理并結(jié)合地質(zhì)資料得到如下結(jié)論:
1)洞塘隧道ZK38+400-ZK38+370段圍巖整體性較差,層間錯(cuò)動(dòng)帶或裂隙發(fā)育帶,橫波反射較強(qiáng),推斷該段具有含泥化夾層和含裂隙水的可能,屬于不良地質(zhì)地帶,圍巖類別為Ⅴ類。
2) ZK38+370-ZK38+350段圍巖有所好轉(zhuǎn),圍巖類別為Ⅳ類偏弱。
3)ZK38+350-ZK38+200段巖體新鮮,且相對(duì)完整,圍巖類別為Ⅳ類。
4)建議在對(duì)ZK38+400-ZK38+370段施工時(shí),注意洞頂和洞壁局部坍塌,掉塊和構(gòu)造裂隙水,注意安全,應(yīng)采取必要的安全措施及時(shí)支護(hù)。
結(jié)論
(1)在比較危險(xiǎn)的隧道入口處的周邊位移.拱頂及地表下沉量已成收斂趨勢(shì),日變形率
(2)在里程為ZK38+400處的地質(zhì)情況突變地段。采用地質(zhì)雷達(dá)進(jìn)行的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)說(shuō)明下一步施工提出的開(kāi)挖方案和支護(hù)措施是合理的,這一點(diǎn)在其后的施工中得到了驗(yàn)證。
(3)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果必須及時(shí)提供,滯后的監(jiān)控量測(cè)資料對(duì)于指導(dǎo)施工是無(wú)用的。
總之,監(jiān)控量測(cè)在隧道新奧法施工中是必不可少的監(jiān)控措施,給新奧法施工提供了變形資料,對(duì)評(píng)定支護(hù)方式,提出設(shè)計(jì)變更提供了依據(jù)。
參考文獻(xiàn):
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[4] 王建宇.隧道工程監(jiān)測(cè)和信息化設(shè)計(jì)原理[M].北京:中國(guó)鐵道出版社。
【關(guān)鍵詞】 隧道工程;洞口段施工;偏壓陡坡;安全控制
近年來(lái),我國(guó)隧道建設(shè)進(jìn)入高峰期,出現(xiàn)大量在建和待建的山嶺隧道工程。山嶺隧道工程不良地質(zhì)條件常常誘發(fā)施工運(yùn)營(yíng)災(zāi)害,一直以來(lái)成為困擾隧道施工安全的難題。山嶺隧道與邊坡密切相關(guān), 包括隧道進(jìn)出口時(shí)洞門外的邊坡以及洞門頂部的仰坡,在施工過(guò)程中可能受到潛在的滑坡、剝落、崩落等邊坡變形破壞等問(wèn)題的威脅。隨著隧道建設(shè)數(shù)量的增加,也出現(xiàn)了很多穿越既有道路的隧道工程,既有路基與隧道圍巖存在著復(fù)雜的相互作用,給隧道施工和運(yùn)營(yíng)問(wèn)題帶來(lái)更多的困難,這方面缺乏成熟的理論和規(guī)范可供借鑒。新建鐵路寶雞至蘭州客運(yùn)專線甘肅段隧道是我公司承擔(dān)的重要建設(shè)項(xiàng)目,山嶺隧道修建于山體之中,地質(zhì)條件更加復(fù)雜,尤其是洞口段,由于施工擾動(dòng)造成地應(yīng)力的二次分布, 成為洞口邊坡滑動(dòng)或者洞口淺埋段塌方的誘導(dǎo)因素, 因此, 合理的施工方式對(duì)控制洞口邊坡以及淺埋段的穩(wěn)定性至關(guān)重要。
1. 工程概況
小墁坪隧道位于天水市麥積區(qū)元龍鎮(zhèn),出口位于太碌大溝內(nèi),地面高程一般為1003-1750m,通過(guò)區(qū)地勢(shì)起伏較大,山勢(shì)陡峻,河流曲折 ,呈峽谷地貌景觀。隧道洞身最大埋深約656.8m。隧道起迄里程DK717+910~ DK726+147.9,出口位于R-10000m的曲線上,其余為直線。洞身縱坡為23.4‰-16.1‰。本標(biāo)段隧道起止里程為DK717+910- DK726+147.9,全長(zhǎng)8238.138m。隧道圍巖級(jí)別如下表1所示。
1.1 工程地質(zhì)及水文地質(zhì)概況
隧道區(qū)地表水較發(fā)育,隧道洞身上部溝谷內(nèi)均常年有水。因溝谷中地表水基本為土石分界面出露的泉水和沿途基巖裂縫中滲出的地下水,因而該隧道區(qū)地下水較發(fā)育。地下水水質(zhì)良好,化學(xué)類型為HC03.S04-Ca.Na和HC03.S04-Ca型水,礦化度小于0.30g/l,對(duì)圬工不具氯鹽、硫酸鹽侵蝕性。 小墁坪隧道區(qū)地下水以松散巖層孔隙水和基巖裂隙水為主,松散巖層孔隙水主要賦存于溝谷區(qū)第四系全新統(tǒng)砂,卵石、漂石土中,基巖裂隙水賦存于燕山期侵入的花崗巖中,依據(jù)儲(chǔ)水裂隙成因的不同,又分為風(fēng)化裂隙水和構(gòu)造裂隙水兩類,隧道洞身通過(guò)區(qū)嶺脊段落地下水主要為后者,地下水水質(zhì)較好,礦化度小于0.3g/l,對(duì)圬工不具氯鹽和硫酸鹽侵蝕性。
表1 隧道襯砌類型及施工輔助措施
序號(hào) 里程段落 段落長(zhǎng)度 圍巖級(jí)別 開(kāi)挖方法
起始里程 終止里程
1 DK725+822 DK725+922 100 Ⅲ 三臺(tái)階法
2 DK725+922 DK726+000 78 Ⅳ 三臺(tái)階法
3 DK726+000 DK726+100 100 Ⅳ 三臺(tái)階法
4 DK726+100 DK726+102 2 Ⅴ 三臺(tái)階+臨時(shí)橫撐
5 DK726+102 DK726+132 30 Ⅴ 三臺(tái)階+臨時(shí)橫撐
6 DK726+132 DK726+147.9 15.9 Ⅴ 明挖
1.2 設(shè)計(jì)概況
結(jié)合隧道所處地形、地質(zhì)條件,考慮施工工期及洞口施工條件,小墁坪隧道出口采用鉆爆作業(yè),采用新奧法施工。隧道建筑限界采用線間距為4.6m 的新建鐵路客運(yùn)專線雙線區(qū)間隧道,隧道軌面以上有效凈空面積為92m2,曲線地段線間距不加寬。寶雞端洞口處地形較陡,為減少刷坡挖方,結(jié)合秦嶺溝中橋的設(shè)置,定洞口于DK717+910,采用到切式洞口,設(shè)18m長(zhǎng)明洞結(jié)構(gòu),盡可能減少邊仰坡開(kāi)挖并與洞口環(huán)境相協(xié)調(diào)。橋梁臺(tái)尾里程為DK717+921.1,橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)洞11.1m。蘭州端洞口地形陡峭,為減少刷坡挖方、防護(hù)落石及結(jié)合太碌中橋的設(shè)置,定洞口于DK726+147.9,采用到切式洞口,設(shè)15.9m長(zhǎng)洞門結(jié)構(gòu)。盡可能減少邊仰坡開(kāi)挖并與洞口環(huán)境相協(xié)調(diào)。橋梁臺(tái)尾里程為DK726+147.9,橋梁臺(tái)尾于洞門相連。為確保隧道進(jìn)洞安全,進(jìn)出口拱部設(shè)置一環(huán)φ108大管棚,管棚環(huán)向間距40cm,長(zhǎng)度為30m。
2. 隧道洞口段施工技術(shù)
2.1 洞口邊坡施工技術(shù)
在施作長(zhǎng)管棚前應(yīng)先進(jìn)行洞口開(kāi)挖,及完成邊、仰坡的防護(hù)、天溝砌筑。洞口邊仰坡開(kāi)挖中,土方直接用人工配合挖掘機(jī)挖裝;石方采用光面爆破進(jìn)行鉆爆施工,挖掘機(jī)配合裝載機(jī)裝碴,自卸車運(yùn)輸,開(kāi)挖自上而下逐段分層開(kāi)挖,與暗洞交界處采取松動(dòng)爆破,為安全進(jìn)洞創(chuàng)造條件。松動(dòng)控制爆破采取接近內(nèi)部作用藥包的裝藥量,用導(dǎo)爆索或塑料導(dǎo)爆管電起爆系統(tǒng)設(shè)計(jì)成孔內(nèi)外微差網(wǎng)路,使得各組炮孔或各個(gè)炮孔起爆有足夠的時(shí)間間隔,成為單獨(dú)作用藥包,炮孔中回填 足夠長(zhǎng)度、一定密實(shí)度的堵塞物,以保證爆破后的巖石開(kāi)裂、凸起,松動(dòng)而不飛散,適于機(jī)械化裝車并能有效地控制飛石、振動(dòng)效應(yīng)和沖擊波,確保爆區(qū)周圍的安全,詳見(jiàn)下圖1所示。根據(jù)設(shè)計(jì),邊仰坡施工前先人工在開(kāi)挖邊緣線10m開(kāi)挖并施作洞頂截水天溝,待進(jìn)洞后及時(shí)施作洞門和兩側(cè)排水溝,與洞頂截水溝相連形成完整排水系統(tǒng)。邊坡開(kāi)挖邊線劃定后,即在相應(yīng)位置劃出截水天溝走向線,并清除修筑位置的地表浮土及植被。根據(jù)設(shè)計(jì)尺寸在地表劃出天溝寬度線,即進(jìn)行開(kāi)挖。由于截水天溝設(shè)計(jì)橫斷面尺寸不大,開(kāi)挖時(shí)根據(jù)地表巖層情況,選擇用挖掘機(jī)械或者放小炮爆破。開(kāi)挖到預(yù)定尺寸后,即進(jìn)行漿砌片石的砌筑,以便為下部開(kāi)挖工作面起到臨時(shí)排水的作用。注意砌筑時(shí)預(yù)留排水槽的位置。
圖1 分層橫向臺(tái)階布置圖
隧道口開(kāi)挖前準(zhǔn)確測(cè)放邊仰坡線確定開(kāi)挖位置,每開(kāi)挖一層臺(tái)階,均要及時(shí)做好邊仰坡防護(hù),然后再進(jìn)行下部臺(tái)階開(kāi)挖。盡量減少開(kāi)挖和刷坡范圍,保護(hù)好隧道口附近的地表植被。邊坡按1:1刷坡。隧道口邊仰坡支護(hù)采用砂漿錨桿+鋼筋網(wǎng)+噴射混凝土聯(lián)合支護(hù)方式。砂漿錨桿用Φ22鋼筋、錨桿孔內(nèi)注入砂漿,鋼筋網(wǎng)用Φ8的鋼筋在預(yù)制場(chǎng)制成網(wǎng)片。當(dāng)邊仰坡的刷坡完成后,將坡面上的虛土和浮石清理干凈,將網(wǎng)片沿邊坡鋪設(shè)與錨桿固定牢固,鋪設(shè)完畢后噴射C25混凝土封閉邊坡面。
2.2 洞口大管棚及小導(dǎo)管超前支護(hù)施工
大管棚采用Ф108mm×6mm熱軋無(wú)縫鋼管;導(dǎo)向墻縱向長(zhǎng)1.0m,在襯砌輪廓線以外施作,厚100cm,采用C25鋼架混凝土,內(nèi)埋設(shè)I20a工字鋼、φ140×5mm導(dǎo)向套管,導(dǎo)向套管沿拱圈環(huán)向布設(shè),間距、位置及方向應(yīng)準(zhǔn)確,固定鋼筋與導(dǎo)向管采用雙面焊接,焊接長(zhǎng)度不小于5d,套拱與明洞襯砌之間預(yù)留4cm變形量。混凝土導(dǎo)向墻在洞身外廓線以外施作,導(dǎo)向墻內(nèi)埋設(shè)2榀I20a型鋼支撐,鋼支撐與管棚導(dǎo)向管焊成整體。作為管棚的導(dǎo)向管,它安設(shè)的平面位置、傾角、外插角的準(zhǔn)確度直接影響管棚的質(zhì)量。用全站儀以坐標(biāo)法在工字鋼鋼架上定出其平面位置;用水準(zhǔn)尺配合坡度板設(shè)定孔口管的傾角;用前后差距法設(shè)定導(dǎo)向管的外插角。導(dǎo)向管應(yīng)牢固焊接在輕型鋼上,防止?jié)仓炷習(xí)r產(chǎn)生位移。管棚頂進(jìn)采用大孔引導(dǎo)和管棚機(jī)鉆進(jìn)相結(jié)合的工藝,即先鉆大于管棚直徑的引導(dǎo)孔(φ130mm),然后可用10t以上卷?yè)P(yáng)機(jī)配合滑輪組反壓頂進(jìn);也可利用鉆機(jī)的沖擊力和推力低速頂進(jìn)鋼管。采用注漿機(jī)將水泥漿液注入管棚鋼管內(nèi),注漿壓力0.5MPa~2.0MPa,持壓5min后停止注漿。注漿量一般為鉆孔圓柱體的1.5倍,若注漿量超限,未達(dá)到壓力要求,應(yīng)調(diào)整漿液濃度繼續(xù)注漿,直至符合注漿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),確保鉆孔周圍巖體與鋼管周圍孔隙均為漿液充填,方可終止注漿。注漿結(jié)束后用M7.5水泥砂漿充填,增強(qiáng)管棚的剛度和強(qiáng)度。
超前小導(dǎo)管采用Φ42mm、壁厚3.5mm無(wú)縫熱軋鋼管制作,前端加工成錐形并封焊密實(shí),尾部焊上箍筋,管身設(shè)若干注漿孔,孔徑6~8mm,孔間距15cm,按梅花型布置;尾部長(zhǎng)度不小于100cm,作為不鉆孔的止?jié){段。超前小導(dǎo)管按拱頂外輪廓中心高程和支距進(jìn)行布孔放樣,并以插釬作為標(biāo)記控制小導(dǎo)管的間距。小導(dǎo)管環(huán)向間距30cm ,縱向搭接長(zhǎng)度為不小于100cm,外插角為10~15?。注漿材料為1 :1(重量比)水泥漿液,小導(dǎo)管注漿的孔口最高壓力嚴(yán)格控制在允許范圍內(nèi),以防壓裂開(kāi)挖面,注漿壓力一般為0.5-1.5Mpa,止?jié){塞必須能承受注漿壓力。注漿量達(dá)到設(shè)計(jì)注漿量或注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓時(shí)結(jié)束注漿。注漿擴(kuò)散半徑不小于40cm,注漿漿液相互交錯(cuò)自然形成砼拱圈。隧道的開(kāi)挖長(zhǎng)度小于小導(dǎo)管的注漿長(zhǎng)度,預(yù)留部分作為下一循環(huán)的止?jié){墻。注漿前進(jìn)行壓水試驗(yàn),檢查機(jī)械設(shè)備是否正常,管路連接是否正確,為加快注漿速度和發(fā)揮設(shè)備效率,采用群管注漿。用手持風(fēng)鉆或鉆孔臺(tái)車鉆孔,鉆孔直徑比鋼管直徑大3~5mm,并將小導(dǎo)管打入孔內(nèi),如地層松軟也可用游錘或手持風(fēng)鉆將導(dǎo)管直接打入,打入長(zhǎng)度不小于鋼管長(zhǎng)度的90%。
2.3臺(tái)階法加臨時(shí)橫撐開(kāi)挖技術(shù)及穩(wěn)定性
由于本段雙線鐵路隧道的開(kāi)挖斷面大而且多為軟巖,圍巖變形甚至坍塌。為確保施工安全,Ⅴ級(jí)圍巖地段采用安全性、可靠性、穩(wěn)定性好,能夠較好控制圍巖變形,及時(shí)封閉成環(huán)的三臺(tái)階法施工工藝。三臺(tái)階法施工時(shí),將整個(gè)斷面分成三個(gè)分部,按順序開(kāi)挖,其施工程序見(jiàn)圖2所示。
圖2 三臺(tái)階+臨時(shí)橫撐施工工序流程
為確定該方法施工的穩(wěn)定性,采用連續(xù)介質(zhì)模型的有限差分法對(duì)三臺(tái)階施工穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。數(shù)值模擬采用大型有限差分軟件FLAC3D (Fast Lagrangian Analysis of Continua)進(jìn)行。FLAC3D是美國(guó)明尼蘇達(dá)ITASCA軟件公司編制開(kāi)發(fā)基于連續(xù)介質(zhì)快速拉格朗日法的有限差分分析程序。由數(shù)值分析得到的隧道開(kāi)挖過(guò)程中圍巖的塑性分布如圖3所示,在施工過(guò)程中如地表、隧道結(jié)構(gòu)拱頂、底部位置以及開(kāi)挖掌子面圍巖出現(xiàn)塑性區(qū)域,如果噴射混凝土封閉不及時(shí),初期支護(hù)結(jié)構(gòu)施加不及時(shí),或者超前注漿不均勻,可能導(dǎo)致掌子面風(fēng)化巖石脫落以及底部隆起、拱頂帽落,對(duì)施工造成影響。數(shù)值分析的結(jié)果表明,寶蘭高鐵小墁坪隧道采用三臺(tái)階+臨時(shí)橫撐施工過(guò)程中,地表沉降、洞內(nèi)水平位移均小于設(shè)計(jì)文件的變形量警戒值,能滿足施工控制要求。且從施工過(guò)程中巖體受拉、受壓屈服產(chǎn)生的塑性區(qū)分布來(lái)看,地表、隧道結(jié)構(gòu)拱頂、底部位置以及開(kāi)挖掌子面圍巖出現(xiàn)塑性區(qū)域,施工過(guò)程易出現(xiàn)拱起及塌落,超前注漿必須嚴(yán)格控制,且初期支護(hù)施作要及時(shí)。
為之,考慮偏壓等地形地貌的影響,建議開(kāi)挖前應(yīng)完成超前小導(dǎo)管的施工,并注漿加固地層,固結(jié)后開(kāi)挖上臺(tái)階1部土體。施工中采用弱爆破附以小型機(jī)具或人工開(kāi)挖,人工沿拱弧輪廓線修整或人工開(kāi)挖,每循環(huán)進(jìn)尺不大于一榀鋼架間距,開(kāi)挖后立即初噴3cm混凝土開(kāi)挖面及掌子面以封閉巖面,再進(jìn)行拱部鋼架安裝、鉆設(shè)系統(tǒng)錨桿后復(fù)噴砼至設(shè)計(jì)厚度,使整個(gè)開(kāi)挖面形成閉和環(huán)。上臺(tái)階施工至適當(dāng)距離后,開(kāi)挖2部臺(tái)階,施工中采用弱爆破附以小型機(jī)具或人工開(kāi)挖,人工沿拱弧輪廓線修整或人工開(kāi)挖,接長(zhǎng)鋼架,施作洞身結(jié)構(gòu)的初期支護(hù)。下臺(tái)階3分部開(kāi)挖,施工中采用弱爆破附以小型機(jī)具或人工開(kāi)挖,人工沿拱弧輪廓線修整或人工開(kāi)挖。下半斷面初支,施工工藝同上半斷面,拱架接長(zhǎng)應(yīng)與開(kāi)挖步驟相對(duì)應(yīng),交錯(cuò)進(jìn)步。仰拱部分開(kāi)挖,仰拱支護(hù)緊跟拱墻支護(hù)及時(shí)施做。灌筑該段內(nèi)仰拱,灌筑該段內(nèi)隧底填充,利用襯砌臺(tái)車一次性灌筑二次襯砌(拱墻襯砌一次施作)。
(a)施工過(guò)程中 (b)工后
圖3 施工過(guò)程中及工后巖體剪切破壞產(chǎn)生的塑性區(qū)分布
2.4 初期支護(hù)施工
洞口段的噴射混凝土施工采用濕噴作業(yè),采用C25噴射纖維(微纖維)混凝土。噴射機(jī)械安裝好后,先注水、通風(fēng)、清除管道內(nèi)雜物,同時(shí)用高壓風(fēng)吹掃巖面,清除巖面塵埃。噴射混凝土在終凝2小時(shí)后開(kāi)始灑水養(yǎng)護(hù),灑水次數(shù)以能保證混凝土具有足夠的濕潤(rùn)狀態(tài)為度;養(yǎng)護(hù)時(shí)間不少于7晝夜,當(dāng)氣溫低于5℃不得噴水養(yǎng)護(hù)。噴射混凝土表面應(yīng)密實(shí)、平整,無(wú)裂縫、脫落、漏噴、空鼓、滲漏水等現(xiàn)象。表面不平整度允許偏差為±2cm。
鋼筋網(wǎng)采用φ6、φ8鋼筋網(wǎng)。隧道鋼筋網(wǎng)預(yù)先在洞外鋼構(gòu)件廠加工成型。鋼筋類型及網(wǎng)格間距按設(shè)計(jì)要求施作。安裝搭接長(zhǎng)度為1~2個(gè)網(wǎng)格,采用焊接。砂層地段先鋪掛鋼筋網(wǎng),沿環(huán)向壓緊后再噴混凝土。鋼筋網(wǎng)隨受噴面起伏鋪設(shè),與受噴面的間隙一般不大于3cm,與錨桿或其它固定裝置連接牢固。開(kāi)始噴射時(shí),縮短噴頭至受噴面的距離,鋼筋保護(hù)層厚度不得小于5cm。噴射中如有脫落的石塊或混凝土塊被鋼筋網(wǎng)卡住時(shí),應(yīng)及時(shí)清除。
鋼拱架在工廠內(nèi)設(shè)置檢驗(yàn)試拼平臺(tái),加工后在平臺(tái)上進(jìn)行試拼,試拼合格后方可運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)。試拼誤差周邊控制在±3mm以內(nèi),平面翹曲控制在3mm以內(nèi)。鋼拱架架立首先要測(cè)量準(zhǔn)確,架立后復(fù)核,鋼拱架盡可能與圍巖貼靠緊密(空隙小于5cm),兩側(cè)底腳使用墊塊支墊牢固。每單元接頭處施作鎖腳錨桿,通過(guò)鋼拱架與錨桿的焊接,將鋼拱架鎖定到墻上。錨桿(管)打設(shè),與水平成約45°角傾斜向下,以改善受力狀態(tài)。
錨桿采用中空注漿錨桿,采用風(fēng)鉆鉆孔,孔徑較錨桿大15mm,鉆孔完成后采用高壓風(fēng)清除孔內(nèi)積水和殘余物,防止錨桿送入過(guò)程中被阻。成孔后,由現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)人員對(duì)孔深進(jìn)行檢查,對(duì)孔深不能滿足設(shè)計(jì)深度要求的(允許偏差±50mm),進(jìn)行補(bǔ)鉆直到滿足施工規(guī)范要求。將錨桿插入錨孔,其位置盡量居中,尾部外露長(zhǎng)度為5~15cm。注漿材料宜采用純水泥漿或1:1水泥砂漿,水灰比宜為0.4~0.5。采用水泥砂漿時(shí)砂子粒徑不應(yīng)大于1.0mm。注漿時(shí)砂漿經(jīng)中空錨桿體的中空內(nèi)孔從連接套上的出漿口進(jìn)入錨孔,錨孔內(nèi)的砂漿由外向里充盈,錨孔內(nèi)的空氣從排氣管排出,注漿完成后,應(yīng)立即安裝堵頭。在施工中,根據(jù)地質(zhì)情況現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)調(diào)整參數(shù)。注漿時(shí)在錨桿上安裝止?jié){墊圈封堵孔口,工作面上的裂紋用塑膠泥封堵。注漿結(jié)束后錨桿及時(shí)安裝托板。若已錨地段有較大變形或錨桿失效,立即在該地段增設(shè)加強(qiáng)錨桿,長(zhǎng)度不小于原錨桿長(zhǎng)度的1.5倍。
2.5 仰拱、仰拱填充施工技術(shù)
仰拱混凝土采用C35鋼筋混凝土或C30混凝土;仰拱填充混凝土采用C20。為保證施工安全,仰拱混凝土應(yīng)及時(shí)施作,支護(hù)盡早閉合成環(huán),整體受力,確保支護(hù)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。仰拱距掌子面:Ⅲ級(jí)圍巖不超過(guò)90m;Ⅴ級(jí)及以上圍巖不大于35m。在隧道正洞Ⅴ級(jí)圍巖中,待噴錨支護(hù)全斷面施作完成后,根據(jù)圍巖收斂量測(cè)結(jié)果,拆除臨時(shí)支護(hù),開(kāi)挖并灌注仰拱及填充混凝土。為保證施工質(zhì)量,仰拱混凝土進(jìn)行全幅整體澆筑,同時(shí)解決出碴、進(jìn)料運(yùn)輸與仰拱施工干擾及仰拱混凝土在未達(dá)到要求強(qiáng)度之前承受荷載的問(wèn)題,采用仰拱簡(jiǎn)易棧橋進(jìn)行施工。
3. 結(jié) 論
隨著我國(guó)基礎(chǔ)建設(shè)高速發(fā)展,高速公路與鐵路、水利隧道穿越偏壓碎石土地層的施工技術(shù)需要進(jìn)一步深入研究,以完善穿越偏壓碎石土地層施工技術(shù)的理論與實(shí)踐,指導(dǎo)工程施工。論文以在建的寶蘭高鐵小墁坪隧道出口段為背景工程,對(duì)大斷面隧道下穿邊坡偏壓洞口段綜合施工技術(shù)進(jìn)行了分析,提出的洞口段施工技術(shù)在很大程度上促進(jìn)了施工進(jìn)度,保障了寶蘭鐵路的如期順利通車。從小墁坪隧道的施工結(jié)果來(lái)看,說(shuō)明整個(gè)技術(shù)方案是可行的,可直接推廣應(yīng)用到其他鐵路,公路,水利水電工程項(xiàng)目中。這對(duì)我國(guó)在高風(fēng)險(xiǎn)長(zhǎng)大隧道方面的施工產(chǎn)生了積極的影響,也為行業(yè)內(nèi)提供了相對(duì)成熟的技術(shù)管理經(jīng)驗(yàn)。
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關(guān)鍵詞:C/S;項(xiàng)目信息;管理系統(tǒng)
中圖分類號(hào):TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1009-3044(2015)13-0100-03
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展,計(jì)算機(jī)技術(shù)已滲透到各個(gè)領(lǐng)域,成為各行業(yè)必不可少的工具,特別是Internet技術(shù)的推廣和信息高速公路的建立,使IT產(chǎn)業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中越發(fā)顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),步入數(shù)字化時(shí)代,有著巨大的數(shù)據(jù)信息等待加工及處理,這就要求找到一種高效的處理方式和管理方法[1]。在現(xiàn)在企業(yè)中,信息存放比較分散,在信息的采集、整理和更新時(shí)會(huì)產(chǎn)生許多重復(fù)的工作,造成人工浪費(fèi),其保存和查找也是一個(gè)相當(dāng)困難的過(guò)程。為此,針對(duì)當(dāng)前企業(yè)項(xiàng)目管理特點(diǎn)和技術(shù)人員的實(shí)際水平,采用Windows基于圖形界面這一易學(xué)易用的操作系統(tǒng)環(huán)境,對(duì)項(xiàng)目信息管理系統(tǒng)進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)[2]。本系統(tǒng)不僅提高了工作效率,而且使企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)對(duì)本企業(yè)所有項(xiàng)目及員工的現(xiàn)狀有一個(gè)比較全面和準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí),同時(shí),可根據(jù)員工的工作狀態(tài)分配一些其他工作,使得資源得到充分的利用,且大大地降低了工作量。
1 C/S結(jié)構(gòu)
在網(wǎng)絡(luò)連接模式中,除對(duì)等網(wǎng)外,還有另一種形式的網(wǎng)絡(luò),即客戶機(jī)/服務(wù)器網(wǎng),Client/Server(C/S)。在客戶機(jī)/服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)中,服務(wù)器是網(wǎng)絡(luò)的核心,而客戶機(jī)是網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ),客戶機(jī)依靠服務(wù)器獲得所需要的網(wǎng)絡(luò)資源,而服務(wù)器為客戶機(jī)提供網(wǎng)絡(luò)必須的資源[3]。
這里客戶和服務(wù)器都是指通信中所涉及的兩個(gè)應(yīng)用進(jìn)程(軟件)。使用計(jì)算機(jī)的人是計(jì)算機(jī)的“用戶”(user)而不是“客戶”(client)。但在許多國(guó)外文獻(xiàn)中,也經(jīng)常把運(yùn)行客戶程序的機(jī)器稱為client(這種情況下也可把client譯為“客戶機(jī)”),把運(yùn)行服務(wù)器程序的機(jī)器稱為server。所以有時(shí)要根據(jù)上下文判斷client與server是指軟件還是硬件。
它是軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu),通過(guò)它可以充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢(shì),將任務(wù)合理分配到 Client端和Server端來(lái)實(shí)現(xiàn),降低了系統(tǒng)的通訊開(kāi)銷。目前大多數(shù)應(yīng)用軟件系統(tǒng)都是Client/Server形式的兩層結(jié)構(gòu),由于現(xiàn)在的軟件應(yīng)用系統(tǒng)正在向分布式的Web應(yīng)用發(fā)展,Web和Client/Server 應(yīng)用都可以進(jìn)行同樣的業(yè)務(wù)處理,應(yīng)用不同的模塊共享邏輯組件,因此,內(nèi)部的和外部的用戶都可以訪問(wèn)新的和現(xiàn)有的應(yīng)用系統(tǒng),通過(guò)現(xiàn)有應(yīng)用系統(tǒng)中的邏輯可以擴(kuò)展出新的應(yīng)用系統(tǒng)[4]。C/S模式的結(jié)構(gòu)如下圖1所示。
2 需求分析
需求分析是軟件定義時(shí)期的最后一個(gè)階段,它的基本任務(wù)是準(zhǔn)確的回答“系統(tǒng)必須做什么?”這個(gè)問(wèn)題。
需求分析的任務(wù)還不是確定系統(tǒng)怎么樣完成它的工作,而僅僅是確定系統(tǒng)必須完成哪些工作,也就是對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)提出完整、準(zhǔn)確、清晰、具體的要求[5-6]。為了能夠完成項(xiàng)目監(jiān)控和管理的功能,經(jīng)過(guò)需求分析,本系統(tǒng)必須具備如下功能:
1) 員工、負(fù)責(zé)人修改密碼;
2) 添加、刪除員工;
4) 任務(wù)分配。
3系統(tǒng)設(shè)計(jì)
3.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)通過(guò)對(duì)軟件項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)置,包括對(duì)員工信息的查詢、添加、刪除功能;項(xiàng)目的新建、編輯功能;負(fù)責(zé)人與員工、員工與員工之間交互操作的功能等。系統(tǒng)總體功能模塊圖如下圖2所示。
3.2主要功能模塊實(shí)現(xiàn)
3.2.1登錄模塊
運(yùn)行程序時(shí),啟動(dòng)登錄界面,用戶需要輸入用戶名以及密碼,然后點(diǎn)擊“登陸”按鈕。當(dāng)用戶點(diǎn)擊“登錄”按鈕時(shí),判斷是否輸入了用戶名和密碼,若用戶名或密碼為空則提示“請(qǐng)輸入用戶名和密碼”;若輸入的用戶名或密碼與數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄不一致,則“提示用戶名或密碼輸入有誤”。若輸入用戶名和密碼正確,當(dāng)輸入的用戶名為負(fù)責(zé)人姓名時(shí),則進(jìn)入負(fù)責(zé)人主界面,當(dāng)輸入的用戶名為員工姓名時(shí),則進(jìn)入員工主界面。該界面主要是的對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)表的查詢操作,將輸入的信息與數(shù)據(jù)庫(kù)中的記錄相匹配,若成功則進(jìn)入系統(tǒng)主界面。如圖3所示為登錄模塊的實(shí)現(xiàn)流程圖。
3.2.2新建項(xiàng)目模塊
主要功能及實(shí)現(xiàn):實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的添加功能,并將項(xiàng)目信息添加到數(shù)據(jù)庫(kù)中。輸入項(xiàng)目基本信息中的各項(xiàng),點(diǎn)擊選擇按鈕將datagridview中顯示的數(shù)據(jù)庫(kù)中的員工姓名添加到相應(yīng)的textBox中,點(diǎn)擊確認(rèn)按鈕將設(shè)置了員工信息的項(xiàng)目信息界面添加到主界面的panel中,并將項(xiàng)目信息添加到數(shù)據(jù)庫(kù)中,點(diǎn)擊重置按鈕,清空所有信息。點(diǎn)擊退出按鈕,則關(guān)閉新建項(xiàng)目界面。該界面中獲取主窗體上的panel緩存在窗體的tag屬性里,獲取project_info界面上的groupBox,將groupBox中的組件賦值,將groupBox添加到panel中。新建項(xiàng)目界面如下圖4所示。
3.2.3任務(wù)操作模塊
主要功能及實(shí)現(xiàn):實(shí)現(xiàn)對(duì)員工進(jìn)行任務(wù)分配的功能,窗體加載時(shí)從數(shù)據(jù)庫(kù)中將數(shù)據(jù)綁定到datagridview中,該過(guò)程用到binding()函數(shù),從datagridview中選擇員工,點(diǎn)擊添加按鈕,添加到listview中,輸入工作名稱及備注,點(diǎn)擊分配按鈕,提示分配成功,并在flowLayoutPanel1組件中動(dòng)態(tài)生成一個(gè)button組件,記錄工作的信息,點(diǎn)擊這個(gè)button,將信息顯示到label中。動(dòng)態(tài)生成button組件時(shí)用到組件的委托事件。任務(wù)操作界面如下圖5所示。
3.2.4項(xiàng)目信息模塊
主要功能及實(shí)現(xiàn):顯示參與項(xiàng)目的人員,點(diǎn)擊顯示員工的按鈕,彈出簡(jiǎn)介界面,點(diǎn)擊編輯項(xiàng)目,彈出編輯界面,點(diǎn)擊刪除項(xiàng)目則將項(xiàng)目從數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除。項(xiàng)目信息界面如下圖6所示。
3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)庫(kù)軟件為Sql Server2005。該數(shù)據(jù)庫(kù)中一共包含5張表,即項(xiàng)目信息表ProjectInfo、項(xiàng)目狀態(tài)表ProjectOprLog、員工信息表StuffInfo、員工狀態(tài)表StuffOprStatusLog、用戶信息表userInfo。以項(xiàng)目信息表ProjectInfo、項(xiàng)目狀態(tài)表ProjectOprLog為例具體說(shuō)明其字段的設(shè)計(jì)。
(1)項(xiàng)目信息表ProjectInfo:用來(lái)保存項(xiàng)目基本信息等。其部分字段設(shè)計(jì)如下表1所示。
(2)項(xiàng)目狀態(tài)表ProjectOprLog:用來(lái)保存項(xiàng)目交互操作信息。其部分字段設(shè)計(jì)如下表2所示。
4 結(jié)束語(yǔ)
項(xiàng)目管理信息系統(tǒng)從實(shí)踐的角度出發(fā),進(jìn)行了需求分析,總體設(shè)計(jì),詳細(xì)設(shè)計(jì),編碼,測(cè)試,比較完整的實(shí)現(xiàn)了員工信息的查詢、添加、刪除功能,項(xiàng)目的新建、編輯功能,負(fù)責(zé)人與員工、員工與員工之間交互操作等功能,具有一定的實(shí)用價(jià)值,但其還有不足的地方,需要進(jìn)一步的完善。
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