時間:2022-03-20 07:15:41
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,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篇鐵道工程專業論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
2003~2013年間,朱瑋擔任濟南鐵路局科協辦公室(科委辦公室)主任。這10年,對于他,工作充實且踏實。
任重道遠為科普
在濟南鐵路局長期從事科技管理、科研開發和科普宣傳工作期間,朱瑋先后組織制定了《濟南鐵路局科學技術管理辦法》、《濟南鐵路局科研計劃管理實施細則》、《濟南鐵路局科技成果鑒定管理實施細則》、《濟南鐵路局科學技術獎勵辦法》、《濟南鐵路局“十二五”科技發展規劃》等一系列制度規劃,建立和完善了鐵路局科技創新體系。
在這些文件的制定過程中,他常常寫到深夜,傾注了很多心血,并多次以各種形式征求各方面意見,認真思考推敲,反復精心修改,確保制定的政策措施能夠符合實際、切實可行、見到成效。
朱瑋積極普及科學技術知識,傳播科學思想、科學方法。由他組織開展的各年度“科普日”、“科技活動周”活動,是以宣傳鐵路科技為主線,結合各年度活動宣傳主題,精心組織設計活動方案,在車站貨場等地展示設計制作的鐵路科技圖片展板,利用鐵路辦公網舉辦網上科普知識競賽問答,邀請知名專家舉辦高速鐵路技術、TRIZ創新理論與應用原理等科技講座,選購數千冊優秀科技圖書、期刊及編輯制作各年度濟南鐵路局科技成果匯編(光盤)贈發給全局各單位、部門學習參考。由于活動開展的有聲有色,受到了領導的肯定和廣大職工的好評。
專心致志搞課題
為保障鐵路安全生產、提高設備質量、促進運輸經營,朱瑋做了很多工作,提供了強有力的科技支撐。他組織編制了10個年度的鐵路局科研計劃,累計安排科研課題及示范推廣項目561項,涉及經費4815萬元;組織申報了鐵道部科研計劃課題,累計承擔鐵道部科研計劃課題23項,涉及經費983萬元;組織開展鐵路科技成果鑒定(評審),累計通過省部科技成果鑒定14項,通過鐵路局科技成果鑒定137項;組織申報省部級科學技術獎,累計獲省部級獎27項,獲鐵路局獎169項。
在科研管理過程中,朱瑋組織審查篩選科研課題,了解現場需求,明確課題目標,組織審查課題組起草的研究方案;組織了審查修改課題組起草的研究報告、技術報告等結題鑒定技術資料,組織召開科技成果鑒定(評審)會議;組織科技成果申報省部級科技獎的評審推薦和鐵路局科技獎的評審表彰工作。
在科技工作中,朱瑋堅持科學真理、尊重科學規律,保持崇尚嚴謹求實的學風。他積極參與科研開發,技術創新取得了較好成績。作為主要研究人員,他先后參與完成15項鐵道部、鐵路局科研課題,在研課題10余項。獲得5項省部級科技進步獎、5項濟南鐵路局科技進步獎。結合科研主筆撰寫論文《既有線臨時限速預警控制技術研究與試驗》,發表在《中國鐵道科學》2013年第三期上,獲濟南鐵路局優秀科技論文一等獎。
此外,2006年組織參與完成鐵道部重大試驗《CRH2等型動車組型式試驗》和《列控綜合試驗》;2011年組織參與完成京滬高鐵先導段第二階段綜合試驗,受到了鐵道部的好評,為高速、提速鐵路發展做出了貢獻。他還牽頭組織濟南鐵路局專項重點技術工作論證,先后組織完成了“膠濟客運專線自動售檢票系統”等8個項目技術論證,為鐵路局領導決策提供了參考建議。
積極探索求創新
以濟南鐵路局辦公網絡為依托,朱瑋組織籌建了網上濟南鐵路局科技圖書館,于2007年12月18日舉行了隆重的開館啟用儀式,至今每月組織維護更新圖書期刊內容,確保圖書館運行正常。館內精心挑選收藏了有關鐵路科技各專業技術領域和相關基礎技術領域的電子圖書6萬余冊、期刊論文518萬余篇、技術標準近2千項,供全局10余萬職工上網免費登錄查閱,為廣大職工學習鐵路科技知識、查閱專業技術資料和增強科技創新能力提供了很大幫助。
在科技圖書館的建設運行維護管理過程中,朱瑋組織了科技圖書館網絡設備的選型、安裝,網站頁面等軟件的設計制作,圖書期刊的挑選、訂購、導入,期刊、標準的更新,不斷豐富圖書館網頁內容,精心維護管理,確保運行正常。
由商務部和鐵道部批準、中國鐵道科學研究院主辦的第五屆至第十一屆中國國際現代化鐵路技術裝備展覽會,是朱瑋先后組織參加的一項重要展會。他利用燈箱圖片、文字、電視片、展冊、實物等多種形式,充分展示了濟南鐵路局鐵路建設成果、先進技術裝備、鐵路客貨運輸服務、科技創新成果及科技新產品。展覽內容主題鮮明,重點突出,整體設計簡潔大方,版面設計制作精良,提升了濟南鐵路局形象,得到了領導和參觀嘉賓的好評。
論文摘要:介紹了當前國內國際的基建市場形勢,對王木工程類專業學生的就業市場進行了分析,在高職工科類院校關于應對市場需求、提高畢業生就業率的問題上提出了相應的對策。
高職土木工程類專業包括鐵道工程、公路工程、水利工程、工民建等各類專業,培養出來的學生基本都是面向土建類的施工企業,從事工程施工技術、測量、繪圖、預算等基礎性的工作。大多數工科類高職院校都有培養該類畢業生的專業,畢業生數量也在逐年增加。這些學校的授課體系基本相同,培養的應用能力也基本一致,相互之間形成了強大的競爭力。目前的就業市場前景如何,培養的學生如何適應市場需求以及如何提高就業率,是這類學校的頭等大事。所以,有土木工程類專業畢業生的院校必須深人了解市場,調整教學計劃,加強就業指導,實現“出口”暢通。
國內國際基建市場形勢
鐵路建設2004年1月,國務院通過了《中長期鐵路網規劃》,2006年鐵道部又通過了《鐵路“十一五”規劃》,明確了鐵路發展的主要目標和重點任務?!惰F路“十一五”規劃》提出:“十一五”期間,中國鐵路發展的主要目標是:建設新線1.7萬公里,其中客運專線7000公里;建設既有線復線8ooc)公里;既有線電氣化改造1.5萬公里;到2010年,全國鐵路營業里程達到9萬公里以上,復線、電氣化率均達到45%以上,快速客運網總規模達到2萬公里以上,煤炭通道總能力達到18億噸,西部路網總規模達到3.5萬公里,形成覆蓋全國的集裝箱運輸系統。該《規劃》還確定了鐵路發展的六項重點任務,其中一項是加強人才隊伍建設,實施“人才強路”戰略,以經營管理人才、專業技術人才、技能人才三支隊伍建設為重點。
公路建設2004年底,國務院通過了《國家高速公路網規劃》,該規劃確定未來2030年內,高速公路網將連接起所有省會級城市、計劃單列市、83%具有50萬以上城鎮人口的大城市和74%具有20萬以上城鎮人口的中等城市,總規模約8.5萬公里。目前已建成2.9萬公里,在建1.6萬公里,待建4萬公里,分別占總里程的34% , 19%和47%。待建里程中,東部地區為0.8萬公里,中部地區為1.1萬公里,西部地區為2.1萬公里,建設任務主要集中在中西部地區,特別是西部地區的建設任務相當繁重。建成這個系統大約需要30年。交通部印發的《公路水路交通“十一五”發展規劃》確定的目標是:2010年,全國公路總里程將達到230萬公里,其中高速公路6.5萬公里,二級以上公路45萬公里,縣鄉公路180萬公里。具備通達條件的鄉鎮和建制村100%通公路,95%的鄉鎮、80%的建制村通瀝青(水泥)路。
海外工程日益增多目前,我國承攬的非洲、南亞、東南亞等國的鐵路、公路工程也日益增多,許多單位專門成立了海外公司,其中以中鐵海外工程公司為最大,應該說這些單位的用人需求是比較大的。
城市建設方興未艾目前,我國城市建設的速度不斷加快?,F在國內許多城市的道路建設都在向著構建城市快速干道、規劃“XX城市X小時都市交通圈”的方向發展,目前在建或規劃建設地鐵的城市多達數十個,一般具有建設周期長、施工難度大、造價高等特點,這些都是潛在的就業市場。
當前就業市場分析
就業潛力較大近期筆者走訪了中鐵、中鐵建、中建、中交系統等部分單位。根據用人單位的介紹,目前整體來說缺乏人才,現場施工技術人員,包括測量、繪圖、實驗、公路檢測、高速鐵路、地鐵施工等方面的技術人員相當缺乏,尤其缺乏具有較高綜合素質的人才。
新的就業市場逐漸開放目前,鐵路工程、公路工程、房建工程相互滲透、相互交叉,市場全部開放,凡是有資質的企業都可以承攬相應的工程,中鐵系統、中交系統、中建系統、中國水利水電系統以及地方建筑企業不斷進人鐵路、公路、房建等各個領域的建設,所占市場份額也不斷擴大。例如,中建八局承攬了吉林省全部高速鐵路的建設工程,上海四建在上海地鐵項目中也占有一定比例等。這些都是潛在著的新就業市場。各單位招聘人才的數額也逐漸增加,例如中鐵、中建系統所屬的工程局每年計劃招聘人數都在1000人左右,其中工程技術人員所占比例達80%左右的比例。
民營、私營、三資企業力量逐漸擴大目前我國的民營、私營、屯資企業數量逐漸增多,這些新興企業面臨的最大問題就是缺乏人才,尤其是具有一定經驗的技術人員。因此,他們一直不斷地從一些國有單位“挖人”,這一事實從國有施工企業人才流失現象中不難看出。
用人單位的用人政策日趨務實據用人單位介紹,從現場需要看,專科生、高職生比較容易適應現場,而且務實、留得住,有利于施工隊伍的穩定。用人單位沒有盲目地將人才層次定得很高,用人單位的用人觀正在逐漸發生變化,變得更加切合實際。
高職院校就業對策
(一)調整教學計劃,努力適應市場需求
教學計劃的制定原則應該是寬基礎、強技能。同時根據市場的實際需求,不斷修改土木工程類專業的教學計劃,使其培養的學生“型號”更加適應市場需要。例如,現在有些土木類高職院校的教學計劃取消了計算機語言類課程,增加了在實際工作中具有很強實用性的計算機實際操作的有關內容,如辦公軟件以及同工程施工有關的計算軟件等教學內容。
調整專業設置,可以按照工程大類設置專業,分方向制定教學計劃。例如,道橋專業可以設置道橋方向、公路隧道方向、公路與城市道路方向、基礎(路基路面)工程方向、道橋測量技術、道橋維修與養護技術等;鐵道工程專業可以分為鐵道維修與養護、城市輕軌與地下鐵道、高速鐵路、基礎工程等方向,建筑工程可以分為給排水方向、裝飾工程、結構工程等。
(二)加強就業指導,轉變學生的就業觀念
教育學生理性確定就業期望值2006年,北京高校畢業生就業指導中心公布了《2006年北京高校畢業生就業薪酬調查報告》,報告顯示,北京高校2006屆畢業生的平均起點工資為2262.31元,其中,近三分之二畢業生的起點工資在2000元以下,近四分之一畢業生的起點工資在1000元以下。結合近幾年就業市場分析,可看出用人單位的用人政策在不斷調整,有些用人單位不斷提高畢業生的學歷要求。例如,前兩年本科生就可以輕松進人的單位,現在即使研究生畢業也很難進人了;相應地,各單位對本科生、高職生的要求也不斷提高,以前部分單位曾經給予研究生、本科生的就業優惠政策,現在要么降低,要么取消,而與此對應的是,本科以上學歷的畢業生供大于求。面臨以上情況,各院校必須教育學生降低就業期望值,找準自己的位置,適應就業現實。
教育學生樹立正確的就業觀目前對畢業生最有吸引力的還是國有企業,尤其是由原來行業主管劃轉到地方管理的學校的學生,他們的傳統和固有觀念是本校原系統的各單位都是靠得住、效益好的,而對其他國有企業不感興趣,對民營和私企更是不屑一顧。學生產生這種想法的原因,一是學生不了解就業市場,二是許多學校多年來的就業慣性所致。各高職院校都有各自傳統的、固定的“客戶”,而對一些新的領域不認可。因此要幫助學生了解市場行情,教育他們樹立新的就業觀。事實上.現在民營、私企不僅工資待遇不低,而且同樣有保障機制,例如有些單位明確提出代繳三金、保險等費用,與國有企業并無多少差別,相反,有些國有企業卻因地域限制不能解決戶口等問題,限制了用人需求。
加強學生綜合素質的培養目前各單位都建立了淘汰機制,對新招聘的畢業生先行試用一年。因此必須加強學生綜合能力的培養,提高他們吃苦耐勞、適應現場的能力以及學習能力,這樣才能穩得住,干得好,才能夠打好基礎。
加強和用人單位的聯系目前,凡國內的工科院校,幾乎都有土木工程、道橋、測量等專業的畢業生。企業在選擇哪所學校畢業生的問題上具有很大的自主性,這就要求各高職院校一方面加強與用人單位的聯系,建立長期的合作關系,一方面要樹立品牌,取得用人單位的長期認可。
面向中西部就業從國家建設的重點來看,基建工程的重點在西部。根據2006年大學生的幾次“雙選會”實際情況來看,西部企業在大量地引進人才,尤其是西北地區的一些用人單位對畢業生的學歷要求并不高,例如新疆的部分單位基本定位在??埔陨蠈哟?,還有部分國有改制企業定位也比較準確,都在制定相應的人才政策。應該說,中西部的就業市場廣大,因此要教育學生認清自我、認清形勢,不要盲目地追求到沿?;驏|部比較發達地區就業。
【關鍵詞】鐵路;維修;計劃
【中圖分類號】TU 【文獻標識碼】A
【文章編號】1007-4309(2013)07-0052-1.5
一、鐵路施工維修計劃管理模式設計
(一)鐵路施工維修計劃管理模式
線路主管單位(部門或公司)對線路設備(資產)、運營成本、線路使用狀態、線路運營安全和線路運營效益全面負責。它向鐵路運輸單位(部門或公司)提供確保乘車舒適、行車安全的線路條件,并通過協議(或者合同)從運營單位得到線路使用費用。這筆費用一部分將用于新線建設費的償還,一部分將用于運營開支(成本),剩下的將是運營效益。為了擴大運營效益,線路主管部門必須在線路維修體系中采用科學的管理制度,以降低運營成本。
(二)管、檢、修分離模式的優越性分析
新的管理體制一管、檢、修分離模式相較于既有管、檢、修合一的管理模式有如下優勢:
1.在管、檢、修分離的管理模式下,根據專業分工,各部門配置先進的大型作業機械,統一分配,完成每個鐵路局管轄范圍內的施工維修作業,各鐵路局不需配置大型作業機械,最優利用全路資源,將大型作業機械的功效發揮到最大。
2.在管、檢、修分離的管理模式下,全路大中修施工力量統一布局,根據設備的維修周期合理制定施工維修計劃,科學的對設備進行維護。既減少了施工數量又高質量的完成了施工維修任務。
3.在管、檢、修分離的管理模式下,各部門根據職責配備專業人員,專業人員集中在一起可發揮最大效用,會使技能提高和有助于專門方法和專門設備的產生,繼而提高施工維修作業專業化水平,減少人工成本、極大地增加生產效率。
二、鐵路施工維修計劃管理組織結構設計
在“管、檢、修分離”管理模式下,管、檢、修三大職能部門可在鐵道部施工維修主管部門的領導下從事專業管理,鐵道部施工維修主管部門是最高領導者,實行主管統一指揮與職能部門參謀、指導相結合的組織形式。參考直線職能制組織結構,設計施工維修組織管理形式。鐵路施工維修作業具體由綜合維修中心負責,各鐵路局維修管理部門及基礎設備檢測中心只對施工維修作業起到業務協助和業務指導的作用。綜合維修中心下設信息所、電子檢測所(電子設備,轉轍機以外的其他電子設備的修理工作)、電務檢修所、大型機械檢修基地、高壓檢修所、綜合檢測所、材料總庫及若干機械化維修段等職能部門,每300500營業公里設的綜合維修段是施工維修作業的具體負責部門由綜合維修中心直接管理,其他職能部門為綜合維修段提供作業指導和技術支持,不需要直接下達命令或進行指揮。綜合維修段下設機修所(工、電、供)、電務作業隊、接觸網作業隊、工務作業隊、橋隧作業隊、區域材料庫等職能部門,施工維修作業的執行部門一綜合維修工區由綜合維修段統一管理,綜合維修工區下設工務班、供電班、電務班等。
三、鐵路施工維修計劃管理組織職能設計
(一)管理部門職責
1.鐵道部維修主管部門
對鐵路綜合維修進行行業管理,制定管理維修技術標準、技術政策,修程、修制,維護、驗收標準;履行政府監管職能;對固定設施管、檢、修各環節進行指導監督;進行行政許可審批。
2.鐵路局維修主管部門
鐵路局是鐵路線資產的主體。鐵路局將與綜合維修有關的設備、設施委托綜合維修中心管理,并以合同形式委托綜合維修中心對固定設施進行日常養護、綜合維修、大修工作。綜合維修中心負責保證合同范圍內固定設施的良好狀態,確保運營安全。鐵路局負責監督合同的執行。
3.綜合維修中心
綜合維修中心受鐵路局委托,對合同范圍內固定設施的技術狀態全面負責;負責鐵路線的檢測、管理、維修;承擔鐵路線設備質量和安全的主體責任,保障列車安全、高速、高密、平穩地運行。綜合維修中心同時承擔干線有等級的設施修理工作。
(二)執行部門職責
1.綜合維修中心
綜合維修中心在鐵道部領導之下,受鐵路局委托,對轄區范圍內固定設施的技術狀態全面負責;負責線路的狀態檢測、技術管理,設施維修;承擔鐵路線設備質量和安全主體責任,保證列車安全、高速、平穩不間斷地運行。綜合維修中心同時承擔既有干線固定設施有等級的修理工作。負責路局內:固定設備設施大修和預防性計劃維修計劃的審批、下達;編制綜合檢測列車、鋼軌探傷車、隧道檢查車等大型檢測車的檢測計劃,并與檢測公司簽訂委外合同和付諸實施;負責固定設備設施的安全管理和監督,主持年度固定設備設施的質量評定,為高速列車提供安全、平穩、舒適運行的基礎條件:配合綜合調度中心和車站調度的指揮,組織綜合維修段、外委的維修公司、救援公司等對突發事故進行緊急救援和修復固定設備設施。
2.綜合維修段
綜合維修段接受綜合維修中心的業務管理,是固定設備設施日常管理單位和基層核算單位。每個綜合維修段管轄范圍可在300500雙線公里左右,無碴軌道區段可適當取寬。綜合維修段內設工務、電務、牽引供電、水電、建筑、防災等業務科(或室)。負責管轄范圍內:工務、電務、牽引供電、水電、建筑等固定設備設施狀態及信息資料的分析管理,編制固定設備設施大修和預防性計劃維修計劃、維修預算并申報;按工電部批準下達的年度大修和預防性計劃維修計劃與相關修理公司簽訂合同,并編制分季度實施計劃付諸實施;負責臨時補修計劃的審批及合同簽訂與實施;為綜合維修工區的相應專業工班的作業提供技術支持;組織綜合維修工區對大修、預防性計劃維修和臨時補修質量進行驗收;在綜合調度中心和車站調度的指揮下,組織綜合維修工區、外委的維修公司、救援公司等對突發事故進行緊急救援和修復固定設備設施。
3.綜合維修工區
綜合維修工區是固定設備設施的基層管理單位,接受上級綜合維修段的業務管理。每個綜合維修工區管轄范圍可在50100雙線公里左右,無碴軌道區段可適當取寬日本新干線保養工區的管轄范圍,無碴軌道地段約為50雙線公里,有碴軌道地段約為25雙線公里。
綜合維修工區負責對管內固定設備設施的定期巡回檢查和靜態檢測:收集并及時向綜合維修段反饋固定設備設施及防災監控系統的有關信息;對綜合檢測列車提供的需要進行臨時補修的地段或處所進行地面復驗,申報臨時補修計劃;配合大修、預防性計劃維修和臨時補修的輔助工作;參與大修、預防性計劃維修和臨時補修的質量驗收;參與突發事故現場的緊急救援和固定設備設施的修復工作。
【參考文獻】
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關鍵詞:客運專線;鐵路;電氣化;接觸網技術;施工質量
Abstract: railway erection along the catenary as special power supply unit supplies power for the electric traction locomotives, its purpose is to change the piezoelectric output power through catenary contact wire for wire of electric locomotive operation. Catenary of the particularity of performance in three aspects: the outdoor equipment, no spare, electromechanical integration, these are the basic characteristics of catenary. In this paper, the technical standard of passenger dedicated railway catenary and simple discussion on the construction quality control and analysis.
Key words: passenger dedicated line; Railway; Electrification; Catenary technology; The construction quality
中圖分類號:TM922.5文獻標識碼:A文章編號:2095-2104(2013)
一、客運專線鐵路接觸網的組成及要求
客運專線鐵路接觸網是沿鐵路線上空架設的向電力機車供電的特殊形式的輸電線路,也稱為架空式接觸網。
1、從結構形式看可分為以下幾個部分。
(1) 接觸懸掛:主要包括承力索,吊弦,接觸線及連接它們的零件等。與電力機車受電弓直接接觸的是接觸線。其中以接觸懸掛的種類最多。
(2) 支持裝置:支持裝置由腕臂,拉桿,定位裝置等連接件組成,用來懸吊和支持接觸懸掛,并將其負荷傳遞給支柱或者其它建筑物。根據接觸網所在區間,車站和大型建筑物而有所不同。
(3) 支柱與基礎:支柱與基礎用以承受接觸懸掛和支持裝置的全部負荷,并把接觸懸掛固定在規定的位置和高度上。支柱有金屬支柱和鋼筋混凝土支柱
2、牽引供電對接觸網的要求
為了滿足鐵路接觸網全天候不間斷的向機車進行供電,保證弓網之間的良好匹配,提高接觸網的性價比,接觸網需要滿足:①設備運行安全可靠,在惡劣氣候條件下能保證向電力機車正常供電;②有足夠的電氣強度,保證在牽引高峰時正常地向電力機車提供電能;③有足夠的機械強度,保證接觸懸掛具有可靠的穩定性;④網上設備的空間位置不影響受電弓取流;⑤網上設備的質量應輕且分布均勻,保證接觸網的彈性盡量一致;⑥有足夠的防腐蝕性能各耐磨性能,使用壽命應盡可能長;七在保證接觸懸掛穩定性的前提下,結構應盡量簡化,有利于施工,維護及事故搶修;⑧在最高運行速度下,弓網離線率應在容許的范圍內。
因此,這就需要要求鐵路接觸網不論在什么條件下,必須要保證良好的供電,使得機車能在線路上高速、安全的行駛運行。還要做到在符合上述要求的情況下,盡量做到節省投資、結構合理、維修簡便等,同時還要便于新技術的應用。
3、《客運專線鐵路電力牽引供電施工技術指南》對接觸網施工的要求
為了更好的指導客運專線鐵路接觸網工程的施工和驗收,鐵道部組織編制了《客運專線鐵路電力牽引供電工程施工質量驗收暫行標準》。為了指導施工單位達到標準的要求,同時編制了與驗收標準配套的《客運專線鐵路電力牽引供電施工技術指南》,由鐵道部經濟規劃研究院。其中《客運專線鐵路電力牽引供電施工技術指南》對施工主體提出了如下要求:
(1)施工單位應采用機械化施工,積極推廣施工新技術、新工藝、新設備、新材料。在施工過程中還需制定一系列相應的保護措施,以保證路基的完整性和穩定性。
(2)施工單位應應建立完善的質量保證體系,根據指南制定相應的施工組織設計,施工技術管理制度,施工操作細則,施工技術安全措施等。
客運專線鐵路電氣化接觸網技術標準及施工方法
(3)施工中,施工單位應按本指南和有關工程質量管理辦法,嚴格施工質量自查,采用先進的施工工藝和檢測手段,進行嚴格的過程控制,客運專線鐵路電力牽引供電工程每道工序的完成,都應采取相應的檢測手段檢測施工質量,并作好記錄;完工后應對施工質量進行全面的綜合檢測,并應將檢測結果納入竣工文件。
(4)客運專線鐵路電力牽引供電工程施工應根據鐵路修建的總體施工組織計劃,結合施工單位具體情況,做好以下工作:①必須遵守國家、鐵道部規定的安全規程,制定切實可行的安全措施,確保施工安全。②必須遵守國家、鐵道部規定的質量驗收標準,建立完善的質量保證體系,制定切實可行的質量保證措施,確保工程質量。③應用信息化網絡技術,推廣應用新技術、新工藝、新材料、新設備,提高施工管理水平和施工技術水平。④在保證工程施工質量的前提下,節約能源,降低材料消耗,提高工程施工的綜合經濟效益。⑤積極改善工程施工條件,降低作業人員的勞動強度,遵守國家有關勞動保護法規,確保作業人員身體健康。⑥所用于主體、附屬工程的材料進場前應進行相關的試驗與檢驗,各種工程材料必須符合國家、鐵道部現行規范和驗標的要求后才能進場。⑦接觸網工程施工從進場建點到竣工驗收,都應把保護環境、文明施工貫穿到施工中的沒有個環節。
二、客運專線接觸網施工的特點
由于客運專線接觸網的施工管理與一般工程的施工管理之間存在著一定的差異,要求也不盡相同,主要特點如下。
1、接觸網是在一定地域和范圍內進行施工的項目,所以每一條線路及每一區段的施工都需要按具體的施工對象、施工環境和條件來確定施工方法,因此,鐵路接觸網施工針對性較強,對工程施工質量要求也比較高。
2、由于接觸網施工完全是沿鐵路線路進行施工,這就使得接觸網施工的施工點增多、戰線過長、施工人員分散的問題較突出,對施工的組織和質量控制影響較大。
3、接觸網施工由于整體結構復雜,技術含量較高。因此對接觸網施工的質量管理工作必須深入細致,防止出現“一步錯,步步錯”。
4、受氣候和地質條件的限制因素較多,這些客觀因素不但制約了施工作業的順利展開,而且往往會打亂全局的施工程序,影響整個。
5、系統工程中各專業工程在施工中相互干擾的機會和機率相當高,如通信與電力及信號等工程的電纜溝同一路肩側的布置等,在施工組織與協調過程中一但出現疏漏,也將影響工程的質量。
三、客運專線接觸網施工中存在的問題
隨著電氣化鐵路的不斷的發展,我們在學習和引進國外新技術、新材料、新結構的同時,廣大工程技術人員也自主研發了許多接觸網新金具和新設備, 隨著新技術、新材料、新工藝的不斷更新,傳統的施工方法和手段已不能滿足要求,主要表現為施工隊伍的技術素質和施工技術兩大方面滯后。
1、接觸網施工隊伍
(1)施工人員的整體技術素質不高。在從事接觸網工程施工的隊伍中,只有極少數的技術人員和管理人員具有較高的專業技術素養,大部分施工人員則是由沒有受到專業的施工技術培訓、教育的普通工人或者是民工,其專業技能和技術水平相對較差,這就容易造成對施工流程、施工工藝等不能很好的了解,致使施工過程中出現各種問題,進而對接觸網工程施工質量造成嚴重的影響。
(2)技術裝備落后
我國國內的各施工單位的技術裝備較發達國家,顯得稍微落后一些。主要表現在施工設備功能不強、性能不高、新度系數偏低;設備綜合性能較低,體積大,較為笨重;檢測手段和檢測設備的精度系數不高。
2、接觸網施工標準和工藝存在問題
(1)施工技術及工藝滯后
從全國范圍來看,目前我國除少數施工單位外,大多數施工單位的施工 工藝和施工技術還停留在上世紀九十年代初的水平,很難適應目前客運專線鐵路接觸網的施工要求。
(2)施工的技術標準不協調
接觸網的施工與路基、軌道的施工技術標準不協調,接觸網一般是以軌面標高作為施工基準點的,而軌道施工的允許偏差較大,導至接觸網工程施工質量難以滿足技術要求。
(3)技術規范和操作規范不夠完善
我國目前還沒有一部客運專線鐵路電氣化的施工標準,每一條線路的施工技術要求除參照國外相應線路制定外,沒有更多的通用性和標準化。
我國目前也沒有一套客運專線鐵路接觸網的施工操作規范,除個別施工單位具有較為系統的施工工藝手冊外,大部分施工單位或施工隊伍在施工時的隨意性較大。
四、接觸網施工質量控制措施
客運專線鐵路電氣化鐵路與我國現有的160 km/h以下電氣化鐵路相比,不僅車速大大提高,而且其接觸網受流系統、懸掛方式、布置原則也有所不同。接觸懸掛是向電力機車供電的重要設備,也是保證250 km/h以上目標值的關鍵。為了保證運行時受流的質量,必須具有良好的受流穩定性、理想的彈性及彈性均勻性。因此接觸線對軌面的高度、跨中預留弛度及導線坡度以及弓網動態參數等對接觸懸掛的受流質量好壞至關重要,而這些必須通過精確的施工安裝來保證。施工安裝精度需滿足設計要求的評價接觸網質量的重要指標。即安裝精度越高,受流質量越好,接觸線和受電弓的使用壽命越長,且速度越高對施工的誤差要求越高。因此,對接觸網的施工誤差控制是保證接觸網施工質量的唯一途徑。盡管目前國內接觸網采用了國外發達國家的程序化、數據化施工和中鐵電氣化局集團有限公司開發的“四個一次到位”國家級工法。
但由于接觸網施工工序和所用材料繁多、安裝或加工工藝、機具及環境不盡相同,每個施工工序過程仍均伴有誤差,如導高、側面限界的誤差、腕臂和吊弦的測量、計算、預配加工及安裝的誤差等。因此,產生的原因主要來自施工人員、采用的機具、所用的材料、施工方法和施工環境五個方面。要保證施工質量就必須對以下五個方面加以嚴格的控制。
1、人:指直接參與施工的人員,作為主要控制對象,要充分調動其積極性、發揮其主導作用。有經驗表明,要保證施工質量,還必須根據客運專線鐵路接觸網施工特點,進行系統化的培訓;
2、材:材料在生產過程中難免的會出現公差,因此在使用時需要考慮其影響;
3、機:機械控制主要包括施工機械設備、工具和檢測器具等控制。因此在施工過程中要根據不同的施工工藝要求、選用合適的、先進的機械設備、機具等,并正確使用、管理以及保養,確定其處于最佳使用狀態。例如用經緯儀取代傳統的線墜、接觸線多功能激光測量儀取代測量桿等等,不僅能使施工測量的精度大幅度提高,同時也可以將施工誤差控制在設計和標準范圍以內;
4、施工工藝:需要根據工程實際,制定相應的施工方法,既有利于保證工程施工質量,也能加快施工進度,進而提高經濟效益;
5、施工環境:指的是工程技術環境、環境因素對工程施工質量的影響。如吊弦、定位便宜均應根據施工當時的環境溫度來進行施工控制。環境溫度測不準,將直接影響施工質量。由此,在施工時應根據工程特點以及具體條件,對影響質量的環境因素,采取有針對性的措施并加以控制。
客運專線鐵路電氣化工程屬于結構龐大、工藝技術復雜、需要多工種連續性施工生產的建筑安裝工程。為了使工程施工達到連續性和均衡性,實現高效、低耗、優質的目的,就必須根據工程的特點,按照科學、合理的施工程序,擇優選取先進的施工生產組織形式和施工作業方法,均衡施工進度,確保計劃目標的實現。
參考文獻
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關鍵詞:鐵路調度通信系統;組網;數字中繼
中圖分類號:U285 文獻標識碼:A文章編號:1007-9599(2011)07-0000-02
Railway Integrated Services Digital Dispatching Communication System
Cao Qing
(Chengdu Communications Section,Guiyang Integrated Workshop,Guiyang55003,China)
Abstract:Railway dispatching communication system is the section of road dispatcher for the command section of its jurisdiction and within the operational links between the station attendant special communications equipment for the rail transport industry to provide real-time information and achieve unity command of the important railway means of transport,thus scheduling the production of communication in railway transport plays a significant role.With high-speed rail is accelerating the process,developed in line with China Railway operating characteristics,with digital,integrated,flexible networking features such as dispatching communication system is of great significance.This paper describes the overall structure of the railway digital dispatching system,the railway scheduling system discussed the strengths and weaknesses,about the railway scheduling system introduced features of the hardware components
Keywords:Railway dispatching communication system;Networking; Digital relay
一、現有調度通信系統存在的問題及解決思路
鐵路調度通信作為一項專用通信手段,因其功能的專業性和應用的特殊性造成與公網在通信、信令、組網方式上有很大的不同,在政策、技術、市場等客觀條件的限制下,鐵路專用通信網不可能得到像公網一樣的發展機會。首先,通信系統有全程全網的特點,網絡達到一定的規模才可以產生效益,如果僅僅用來滿足鐵路運輸行業內部需求并依靠自身的投入產出而達到迅速發展是非常困難的。其次,為了保證專網的安全性、完整性,鐵路專用通信網的發展也受到各種政策條件的限制。故鐵路調度技術發展緩慢,現有的鐵路調度電話多為模擬制式,設備故障率高,通話質量較差,且業務單一,難于適應日益繁忙的運輸生產形勢。
(一)鐵路調度通信存在的問題:
1.技術落后:既有的專用通信設備大部分仍為模擬電路,選叫速度慢,接續時間長,通話質量不高。
2.組網方式單一:調度總機與其所管轄的調度分機的拓撲結構為模擬共線方式,且僅完成調度選叫和通話功能。而且鐵路現有專網內通信基礎設備繁多、機型復雜、各種專用設備自成體系,造成了分散在鐵路現場的專用通信設備重復設置,無法實現技術綜合,也造成了極大的資源浪費。這種單一的組網方式,難以滿足現場復雜多樣的需要和向數字化、寬帶化、綜合化演進的要求。
3.可靠性低:系統采用分立器件構成,易損件多,故障多,維護費用高,可靠性差。針對現有鐵路調度系統的弊病,應采用一種全新的數字調度系統淘汰原有模擬調度設備,改變鐵路專用通信落后的局面。在數字調度系統的開發研制中,筆者認為應從以下方面進行考慮。
(二)解決思路
1.采用先進的程控交換技術、數字通信技術、計算機控制等技術開發研制新一代的數字調度系統設備仁總機、分機、通話選叫設備),使其具有模擬調度設備無可比擬的集成度高、容量大、呼叫處理能力強、接續快、服務功能豐富等特點;傳輸平臺選擇光傳輸網,使其信號在傳輸過程中,具有全數字化、低衰耗、高清晰度、高容量等優點,以適應現代通信網數字化、智能化、寬帶化的發展方向。
2.設計多種網絡拓撲結構,改變模擬調度電話組網單一的弊病,適應各種傳輸業務和傳輸技術;具備數字中繼、2B+D、環路中繼、模擬等多種接口,適應鐵路專用通信網內設備機型的復雜多樣。
3.系統采用無阻塞交換技術,具有大話務量處理能力;采用模塊化設計,保證系統易于升級、擴充方便;重要模塊雙熱備份;采用自愈技術提高傳輸通道保護能力等,從多方面保證統穩定可靠工作。
二、鐵路數字調度系統總體結構
鐵路數字調度系統由調度總機(主系統)、調度分機(分系統)、調度所通話選叫設備(調度臺>、傳輸通道組成。
一般地,調度總機(主系統)設置在各鐵路局或大站,是系統的調度指揮中心;分機(分系統)設置在鐵路沿線各車站,供車站值班員使用。通話選叫設備放置在調度所內,主要為調度員提供一個適合工作環境、符合人機工程學原理的操作平臺。調度總機通常設置在調度所附近的調度機械室內。
由于調度總機與分機之間、調度分機與分機之間的物理距離較遠,所以需要通過傳輸系統實現通信業務,可用實回線、電纜、光纜作為傳輸通道。
(一)鐵路調度通信的特殊性
鐵路調度通信的特殊性主要體現在:
1.通信方式;總機到分機為指令型,分機到總機為請示匯報型
總機(調度員)對各車站分機(值班員)的通話有主控權,根據工作需要,總機能單呼、組呼、全呼該調度區段內的分機,可隨時與分機通話、下達調度命令、收點、詢問列車運行情況等。分機呼叫總機按熱線方式。而各車站分機之間不經調度員同意不允許互相通話,亦不允許監聽調度區段內的通信。
2.操作方式:雙向呼叫一鍵到位
調度指揮要求時實性高,操作簡單,只需按鍵,呼叫自動實現,無須撥號過程。
3.區段調度通信網絡結構:點對多點,網內設備復雜
區段調度電話完成的是調度所調度員仁總機)與其所管轄的調度區段仁沿鐵路沿線)內各車站值班員之間的通信,屬于集中式多點專用系統,通常需要在一個車站上下幾條話路,且區段內各種調度設備和種類繁雜多樣。
(二)鐵路調度系統功能需求分析
鐵路調度通信由于其功能的專業性和應用的特殊性,決定了其應具備以下基本功能:
1.鐵路調度指揮功能
鐵路調度指揮功能是調度通信設備最重要的功能,且具有與其他通信設備不同的重要特點。調度員具有主控權,與值班員之間可以實現優先通話和無阻塞通話。調度員利用按鍵或摘機,直接呼叫或應答某個被調度用戶,也可同時呼出或應答一組或全部被叫調度用戶,實施調度分接或并接功能。調度員可進行中繼調度、中繼匯接、限制出中繼等有關調度通信事項,還可直接利用中繼與上級調度通信連接,構成樹型調度指揮網。
2.自動交換功能
調度員與值班員員間、值班員間、調度用戶與中繼間可直接撥號。需要說明
的是,調度通信的自動交換功能屬于輔助功能,對新業務的增設要依據用戶的要求設定,必要時,可限制撥外線和長途電話。
3.中繼組網功能
調度系統設有標準的2Mbit/s接口,可與其他數字傳輸系統配合,組成數字調度系統網絡。調度系統具有數字、模擬兼容組網能力,配備環路、數字、磁石等各種中繼接口,整合現場各種現有設備,滿足專用通信網各種業務傳輸的需要。調度系統設備可多臺互連,組成自動數字調度網,或與其他調度設備配合,實現多級調度。
4.其他功能
通過鍵盤、鼠標、觸摸屏的配置,為調度用戶提供友好界面,實現遠端實時視頻監測,通信狀態顯示直觀,操作簡單方便;數據傳輸功能;電話會議功能等。
三、調度系統硬件組成特點
(一)開放平臺上的模塊化設計
系統基于全數字程控交換技術,采用開放平臺上的模塊化設計思想,其軟硬件均采用模塊化結構,幾用戶可以根據需要選擇不同的軟硬件模塊,構成自己的應用系統。機架采用國家標準尺寸的積木式結構,根據不同容量的需求,進行靈活配置,任意疊加。主要模塊有:主處理機模塊、時鐘模塊、普通用戶模塊(Z),2M數字中繼模塊、調度臺2B+D)接口模塊、雙音多頻仁DTMF)模塊、會議模塊、環路中繼模塊、模擬電路模塊及各種數據接口模塊、無線適配口仁RI)等。除主處理機模塊、時鐘模塊、電源模塊外,其余模塊主要完成對外接口及對內通信功能。各模塊均有自己的CPU單元,模塊間做到相互獨立,其中主處理機及時鐘模塊可1:I冗余配置。為完成調度通信、數據傳輸及不同組網要求,主處理機的數字交換網((D SN)的PCM母線分別直接和用戶電路、2B+D電路、2M數字中繼電路、信號收發電路等連接以實現話音、數據處理和處理機間通信。
(二)具有多種中繼方式便于組網
系統配備數字中繼模塊和環路中繼模塊,通過數字中繼與長途通信系統組網.數字中繼上傳送的信令既可以是中國一號信令,也可以是七號信令。系統通過環路中繼與公用電話交換網連接,完成調度用戶與公用電話交換用戶之間的通信,通過環路中繼還可與其他調度系統相連接,完成通信功能。系統終端接口方式還有磁石用戶線接口、模擬用戶線接口、ISDN接口等。
(三)分級控制提高系統可用性
調度總機的控制方式采用主處理機和功能模塊處理機兩級方式控制,每塊功能電路板上的微處理器都具有智能處理功能,負責本模塊的一些基本操作并通過異步串行通信總線與主CPU通信。采用多處理機可以提高系統的處理能力,提高可靠性與可用性,改進實時響應速度和方便地進行擴容。
(四)信號方式靈活
使用的信令方式有用戶信令和局間信令兩種。用戶信令有模擬用戶信令和數字用戶信令,模擬用戶信令用于普通電話終端與交換機之間的協議;數字用戶信令在ISDN的用戶終端與網絡接口間使用的協議,通過ISDN的基本數率接口或基群數率接口的D通道進行信令的雙向傳送,局間信令具有中國一號信令和七號
信令功能。
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論文摘要:隧道工程是鐵路、公路和水利水電等大型項目中的重要工程,因地質條件不明造成隧道施工事故的危害是巨大的,加強隧道施工地質超前預報工作是非常必要的。國內外對隧道地震波超前預報技術已研究多年,筆者就這方面的現狀及進行了討論,指出了TSP儀器技術存在的不足,闡述了克服盲目性、提高科學預報的重要性,介紹了新開發的TGP隧道地震波預報系統與技術及應用效果。
隨著我國基本建設規模的擴大,隧道工程已經成為鐵路、公路和水利水電等大型項目中的重要工程。隧道工程的重要性越來越顯著,隧道工程的數量和長度明顯增加,規模不斷擴大。因此隧道工程的安全施工和貫通,是不可回避重要任務和技術難題。危及隧道工程施工的地質病害大致分為三類:1不良工程地質條件,諸如巖體的裂隙發育密集帶、構造破碎帶、巖溶發育帶、以及人工采礦造成的不良地質條件和高地應力造成的危害等;2不良水文地質條件,諸如巖溶水、構造和裂隙水等;3不良環境條件,諸如有毒有害氣體和強放射性的環境。對于以上地質問題,在隧道工程的勘察設計階段,已經投入大量的地質勘察工作,但是由于地質、地形條件的復雜性和相應勘察技術的現狀水平,以及時間、經費等條件的限制,勘察階段的地質資料一般難于達到施工階段的精度要求。國內外因地質條件不明造成隧道施工事故的教訓是不少的,例如:日本越新干線中山隧道涌水淹沒事件;前蘇聯貝加爾—阿穆爾干線上某隧道的突水事件;我國成昆線、大秦線、衡廣復線建設中,因地質問題的停工時間約占到1/3;以及不久前發生的四川某隧道瓦斯爆炸,造成重大事故和人員傷亡。以上隧道施工事故的危害是巨大的,因此強調加強隧道施工地質超前預報工作是非常必要的。
我國隧道地震波超前預報技術的研究起始于上個世紀的90年代,鐵道部第一勘測設計院物探隊提出“負視速度方法”。鐵道部第一勘測設計院是較早研究隧道地震超前預報的單位。他們在1992年7月,利用地震反射波方法對云臺山隧道進行隧道超前預報,預報成果與開挖后的隧道左壁“破碎帶”和“斷層”的位置基本一致。從上個世紀90年代初開始,我國物探技術人員一直沒有停止對隧道地震超前預報技術的研究。曾昭璜(1994)研究利用多波進行反演的“負視速度法”,這種方法利用來自掌子面前方的縱波、橫波、轉換波的反射震相在隧道垂直地震剖面上所產生的負視速度同相軸來反演反射界面的空間位置與產狀。北方交通大學的陳立成等人(1994)從全波震相分析理論和技術的角度研究隧道前方界面多波層析成像問題,進行隧道超前預報。他們的研究成果在頡河隧道、老爺嶺隧道地質預報中應用,取得預期的效果。該方法的工作原理是以地震反射波方法為基礎。工作中他們根據嫻熟的地震反射波技術進行數據采集和數據解釋,當時沒有開發出針對隧道地震預報的處理系統,同時受當時條件所限制,該項技術未能得到進一步深入研究和發展。
1995年左右鐵道部下屬單位引進瑞士“TSP202”隧道地震波超前預報的儀器,當時曾組織系統內有關地質和物探專家在隧道工點進行了試驗,未見明顯的效果,認為其技術與“負視速度方法”基本一致,對其處理解釋系統爭議較大、認識褒貶不一,試驗工作無果而終,該設備技術的消化工作也就擱置了。時隔7年后,隧道安全施工要求進行地質預報,該儀器設備由鐵路系統的工程局又開始第二次引進,并直接用于隧道施工的預報工作??梢哉f由于第一次引進消化工作不深入,造成第二次引進后出現:應用工作中的盲目性和簡單化,以及其他一些不正?,F象。在宜萬鐵路隧道施工中不斷出現的問題,使人們開始反思,不少論文也提出了存在的問題,鐵道部也下發文件要求科學地進行超前預報??梢哉f短短幾年的應用實踐,人們仍然在探索著地質預報技術的進步。
隧道地震波超前預報屬于物探技術,但比地面的地震波物探技術復雜,我國的地質物探工作者一直沒有放松該技術的研究工作。北京市水電物探研究所研究地震波勘察檢測技術已經有近20年的歷史,并且是多道瞬態面波勘察技術的發明單位,生產的SWS型工程勘察與工程檢測儀器系統,已經為400多家勘察設計、高等院所廣泛應用,并且出口日本等國家。2003年該所投入人力物力研究隧道地震波預報技術,研究TGP12型隧道地質超前預報儀器,以及孔中高靈敏度三分量檢波設備,方便的孔中耦合技術,和Windows編程的數據處理軟件系統。在經過大量的預報實踐驗證后,于2005年通過了由國家隧道中心王夢恕院士組織的國內著名隧道專家的評審鑒定。該儀器系統推向市場不到2年的時間,已經有近20臺套投入到隧道超前地質預報工作中應用,反饋信息普遍受到用戶的好評。
鐵道部工程設計鑒定中心趙勇主編的《高速鐵路隧道》一書,提出隧道地質超前預報的方法有以下部分組成:①地質分析、②超前平行導坑預報法、③超前水平鉆孔法、④物理探測法。并闡述物理探測法與地質分析法、超前平行導坑預報法、超前水平鉆孔法相結合,解決不同地質災害的應用原則。書中介紹了國產TGP隧道地震波預報系統,聲波反射方法,地質雷達方法,紅外探水方法等。
本文就隧道地震波預報技術中的若干關鍵問題,并結合應用中的實際問題闡述如下,目的在于引起同行們討論,促進地震波預報技術理論水平的提高,促進采集數據質量的提高,促進資料的解釋推斷工作向合理化方向發展。
一、隧道地震波方法的預報原理
隧道地震預報工作利用地震反射波原理,在隧道內以排列方式激發的地震波,向三維空間傳播的過程中,遇到聲阻抗界面會產生反射波。聲阻抗是介質傳播彈性波的速度與介質密度的函數,介質的聲阻抗數值為速度與密度的乘積。因此地層中的巖性變化界面、構造破碎帶、巖溶和巖溶發育帶等界面會產生地震反射波,這種反射波被布置在隧道內的檢波器接收,輸入到儀器中進行信號的放大、數字采集和處理,實現地質預報的目的。
由此可以看出,隧道地震波預報技術是通過直接探查聲阻抗變化的界面,經過人工分析實現間接推斷地質病害的方法。
圖(2)不同夾角構造界面的地震波路徑與反射波記錄形態
圖(1)示意與隧道斜交的構造面,其地震波傳播的路徑圖,構造面上的地震波反射點在白色園內。圖(2)示意不同夾角構造面的地震波路徑與反射波記錄形態,與隧道夾角不同的構造面其反射點位置不同,地震波傳播路徑偏離隧道軸線也不同。構造面與隧道正交時地震波傳播路徑與隧道軸線平行,右圖為與隧道正交構造面產生的地震反射波記錄,根據反射波同相軸計算得到界面與檢波點之間巖體的地震波速度,該速度代表隧道圍巖的性質。由非正交條件下地震反射波記錄獲得的速度為地震波傳播路徑巖體的“視速度”,“視速度”值的大小不僅與路徑上巖體的性質有關,而且與界面和隧道的夾角有關。應用地震波預報構造面位置的計算是利用地震波在炮孔段的傳播速度,各構造面之間巖體的速度是綜合界面反射獲得的“估算速度”,不是隧道圍巖的真速度,應用中結合反射點偏離隧道軸線距離的遠近和巖體的各項異性分布綜合考慮使用。
圖(2)是理想模式的三份量地震波時距曲線形態。實際工作中采集的地震波是錯綜復雜的,理想模式的地震波是不常存在的,記錄上普遍存在有來自三維空間中多個方向的反射波,和各種形式的干擾波,這是應用技術中首先考慮的問題。
針對隧道地震波傳播的復雜性,TGP地震預報系統不僅利用地震反射波走時關系,同時采集空間地震波三分量記錄,進行地震波的極化分析與計算,該技術的突破有利于地質構造面產狀、規模和地質體性質的預報。
二、TGP隧道地質超前預報系統
隧道地震波預報的早期研究,是由研究和利用地震波在時間空間域中的運動學特征開始的,工作中認識到僅僅利用地震波運動學和動力學特征是不夠的。隧道工程的地震波在全三維環境條件下傳播,這種條件比地面上的平面半無限空間條件復雜得多,而且隧道內地震波的接收與激發測線與探測目的是近于垂直或者大角度相交的條件,因此影響在地質構造面上獲得大長度大面積的地震波信息量。針對這種狀況,預報工作僅僅利用單一模態的地震波難以勝任。因此,TGP系統強化采集地震波的多波列信息,綜合利用地震波的多波列震相信息,因此TGP系統的功能得到明顯的增強。
TGP隧道地質超前預報系統包括儀器設備和處理軟件兩大部分。其中儀器設備有TGP型儀器主機、接收傳感器、孔中定位安裝工具和電纜等。圖(3)是TGP隧道地質超前預報系統的主機。其處理軟件由地震波數據輸入與編排、空間坐標建立、能量均衡、干擾波分析與去除、觸發時差校正、譜分析、縱橫波分離、巖體速度參數計算、回波提取與偏移圖、有效波分析與衰減參數計算、極化波處理與構造產狀圖、綜合分析與繪制成果圖等模塊組成。
工程應用中,TGP型隧道地質預報系統對于500多米距離的構造面具有清楚的地震反射波信息,說明儀器系統具有足夠的信噪比。實際工作中考慮預報距離和分辨精度兩方面要求,預報距離一般采用150米至200米。TGP型隧道地質預報系統具有登記全部測長距離內地質構造信息的功能,利用逐次遞進的位置相關分析,和源生成果對比等處理功能,有利于去偽存真和排除異常,提高預報成果的質量。該系統2005年8月通過由國內知名隧道、地質、物探專家組成的專家組評審鑒定。專家們一致認為“TGP12儀器與相關的處理系統,性能穩定可靠,采集的波形完整,信噪比高,與國外同類儀器對比整體上具有國際先進水平,可替代進口產品?!本唧w評審意見如下:
1、TGP12是集信號放大,模數轉換,數據采集、存儲和控制為一體的密封防水防震的物探設備;優于利用微機裝配式結構的儀器,TGP12適合在惡劣的隧道環境中使用。
2、TGP12的三分量速度型檢波器具有高靈敏度,指向性強和較寬的頻帶響應等特點,因而拾取的地震波信號具有高的質量品質。TGP12孔中接收檢波器采用黃油耦合,方便、經濟、快捷。優于在鉆孔中需要錨固異型鋼導管的方式。2米長的鋼導管難于攜帶、運輸,價格昂貴,一次性使用,費事費工費財。
3、TGP12的地震波采集觸發是開路觸發方式,即信號線在雷管引爆炸藥的同時被炸斷,信號線同時開路觸發儀器采集,儀器采集無延時差,保證定位的準確性。超前預報儀器若采用起爆器電脈沖同時觸發電雷管和觸發主機采集的方案,由于電雷管起爆的延時時間難于做到一致,因此會造成儀器采集的走時誤差,這種觸發方式在我國的地震波勘探規程中明確規定不宜使用,更何況隧道巖體的速度比覆蓋層介質的速度高出幾倍以上,以巖體波速4500m/s~5500m/s為例計算,每一毫秒誤差會造成2~3m的預報距離誤差,一般瞬發電雷管的延時誤差不止一毫秒,因此由20多次激發的平均線計算隧道巖體速度,和利用存在誤差的時間計算距離,兩次誤差的乘積造成的誤差不容忽視。
4、TGPWIN隧道地震波處理分析軟件借鑒了已有相關軟件的長處,并充分考慮彈性波在三維空間的傳播特點,以及根據TGP儀器采集的數據格式編寫。功能特點如下:
(1)全中文界面,通俗易懂,對地震波信號的處理過程,直觀、方便,具有友好的人機操作界面。
(2)對P波、SH波、和SV波的分離完善合理,這是超前地質預報數據處理的關鍵工作之一。
(3)處理軟件具有相關部分互相檢查的功能,例如點擊偏移歸位成果圖上的反射界面位置,程序會轉到該位置界面的反射波組位置,通過分析反射波組的連續性、反射波的極性和能量,確定偏移成果的可靠性和性質。有助于去偽存真,由此及彼,由表及里,深化認識,使預報結論科學可靠。
(4)TGPWIN處理中有自動處理方式,也有手動處理方式,有深入分析異??煽砍潭鹊淖粉櫣δ埽@樣設計既適應非物探專業的普通工程技術人員使用,又適應物探專業人員分析地震波傳播特性,對復雜地質條件進行深入研究工作的需要。
5、TGP12系統只要增加不多的配套附件和軟件模塊,就可以增加儀器用于隧道檢測的其它功能,例如:對已襯砌的隧道進行襯砌脫空檢測,檢查隧道圍巖中隱蔽的病害(巖溶)。也可以在掌子面上用錘擊的激發方式做到短距離更為精確的地質預報,因而它是一機多能的設備。
TGP12的性價比與國外同類儀器相比具有明顯的優勢。而且研發、生產在國內,用戶可以獲得及時周到的技術服務和技術支持,以及儀器維修等方面的方便性。
三、工程應用實例
宜萬鐵路涼風亞隧道的巖性為灰巖,TGP12型儀器與進口TSP203儀器進行了同點試驗,預報成果如下,見圖(4)、圖(5)。
由以上成果圖可以看出:在DK53+322—DK53+346;DK53+370—DK53+380;DK53+390—DK53+420三處存在構造異常,其中DK53+322—DK53+346、DK53+370—DK53+380兩處的Vsh波比Vp波反射幅度大,推斷以上兩處構造帶存在有充水或巖溶發育的可能性、。此結論經過日后的隧道開挖證明完全正確。在隧道施工的《變更設計建議書》中結論:“在隧道左壁的DK53+322段發現巖溶,溶蝕帶寬度為2.5米,溶蝕帶穿過隧道拱頂至右壁的DK53+340米段,并向邊墻外延伸,雨后DK53+322處溶洞有較大水量流出,DK53+339處溶洞有少量滲水。該段圍巖較破碎,節理發育,受溶洞影響,拱頂巖層出現楔體破壞、掉塊”。
TGP12型隧道地質預報系統在云南水富高速公路冷水溪隧道,宜萬鐵路王家嶺隧道、涼風埡隧道,青島海濱高速仰口隧道,重慶地區數條公路隧道,以及武廣客運專線大瑤山隧道等工程使用,獲得滿意的預報效果。
1、隧道地震波超前預報的概念解釋
隧道地震波超前預報技術翻譯成英語是“TunnelSeismicPrediction”,簡稱“TSP”。在我國《客運專線鐵路隧道施工技術指南》的第5.0.8條使用了“TSP”縮寫詞。一般規程中使用縮寫英語字母表示某種技術是正常的事情,但是在隧道地質超前預報工作中卻出現被歪曲利用的現象,把“TSP技術”歪曲解釋成“TSP***儀器”。這種現象對隧道超前預報技術的應用,造成了不良的影響。在有的地方和部門的隧道施工招標和設備招標工作文件中也存在把“TSP技術”歪曲解釋成“TSP***儀器”的現象,這是對隧道地震波預報技術缺乏科學認識。
因此,正確認識:“TSP技術”即隧道地震波超前預報技術,有益于正確執行我國的現行隧道規程規范和法規,有益于隧道工程的招投標工作,有益于隧道地震波預報技術的進步,有益于誠實誠信的預報技術服務。
2、隧道地震波預報中的接收與激發問題
在隧道地震預報工作中,有的采用把接收與激置在隧道的洞壁上,這種做法不妥當。眾所周知,洞壁的表面波傳播較強,對地震反射波會形成不容忽視的干擾。同時鉆爆施工影響洞壁巖體松動,局部超欠挖使得洞壁巖體不平整和完整性差,接收檢波器和激發點受局部巖體影響大,地震波的傳播和衰減比較復雜,嚴重影響地震波記錄的一致性,大大降低有效波的信噪比。因此不宜采取在洞壁激發與接收的做法。
有關
在洞壁激發和接收中面波的干擾問題,原清華大學聲學教研室的沈建國教授曾經作過物理模型試驗,見圖(6)。模型設計在隧道前方有一個溶洞,洞徑與隧道斷面相當,分別在洞壁的4個深度布置接收排列。
圖(7)是洞壁采集的地震波記錄,圖(8)是在洞壁一定深度內采集的地震波記錄。圖中:藍色直線Vp表示直達縱波;藍色曲線Vp1表示溶洞的反射縱波;紅色直線Vr的后面表示面波。由圖(7)與圖(8)對照可以看到:圖(7)面波Vr幅度強,溶洞的反射波無法分辨;圖(8)的面波Vr幅度大大減弱,溶洞的反射波較清晰的表現出來。這個模型試驗的結果明確說明面波的干擾在鉆孔一定深度呈現減弱的趨勢。因此,在隧道地震波超前預報檢測工作中,采取孔中激發和接收技術措施壓制面波非常必要,是提高反射回波記錄信噪比質量的重要環節。
TGP隧道地震波預報系統的接收和激發,結合現場施工的方便性,要求鉆孔的深度為2.0米。鉆孔中采用炸藥爆炸產生震源,控制使用小藥量炸藥,在有條件的地方盡量使用高爆速炸藥,同時在孔中充水的條件下爆炸。在充水的條件下爆炸有以下好處:易于產生高頻地震波,提高分辨率;同時爆炸泄放到隧道內的爆炸聲音小,減弱隧道管波的干擾能量;爆炸時水由孔中噴出的過程有益于產生水平偏振,加強橫波的能量,有利于地震預報工作中實現采集高質量的多波信息,實現多波多參數的預報目的。鉆孔中接收,采用具有高指向性和高靈敏度的三分量接收探頭安置在鉆孔的底部,通過耦合劑實現與鉆孔壁的直接接觸,檢波器信號輸出采用軟電纜,和采用吸聲軟材料封堵鉆孔口等措施,對于高保真地接收地震有效波信號,減少產生干擾波環節等方面很有益處。
3、隧道地震波預報中的干擾波
在隧道地震波采集過程中,存在著多種干擾波,對此必須有明確地認識。例如:對頭隧道施工和鄰洞施工的干擾波;地表地形和來自其他方向的反射波干擾;洞內電磁波干擾;以及接收裝置設計不當產生的干擾波等等。正確認識干擾波和產生的原因,才會采取正確的措施獲得高質量的現場地震波記錄。下面重點討論隧道管波的干擾問題。
隧道管波由激發孔爆炸時聲波泄放到隧道中產生,被接收傳感器接收造成對記錄的干擾,見圖9。
圖中地震記錄50毫秒以下出現的呈斜線“黑點”,在右圖中斜線用“紫線”表示,由記錄上的時距線計算“紫線”表示的速度為340m/s,該線以下的波(左半圖中黑色部分)為空氣中傳播的聲波,我定義這種波為“隧道管波”,“隧道管波”出現后覆蓋其后出現的地震反射波?!八淼拦懿ā狈鹊拇笮∨c激發和接收條件有關,“隧道管波”在地震記錄上出現的位置與采集偏移距離有關。該紫色線位置為偏移距離為20m的“隧道管波”出現位置。圖中藍色線表示速度為4500m/s的前行縱波和反射縱波,紅色線表示速度為2500m/s的前行橫波和反射橫波。上部的藍色線Vp和紅色線Vs分別表示由震源向前傳播的直達縱波與橫波。下部的多條藍色線Vp100、Vp150、Vp200分別表示掌子面前方100米、150米、200米距離處構造面的反射縱波,多條紅色線Vs100、Vs150分別表示掌子面前方100米、150米距離處構造面的反射橫波。由圖看出有30%地震道的反射縱波和50%以上地震道的反射橫波淹沒在“隧道管波”的干擾中。如果隧道圍巖的縱波速度低于4500米/秒、橫波速度低于2500米/秒,將會有更多的地震道淹沒在“隧道管波”的干擾中,其中影響橫波的程度更為嚴重,這種現象嚴重影響縱、橫波雙參數預報。
我提出隧道管波的嚴重干擾問題,希望引起足夠的重視,加強地震波檢測理論的學習,克服對有效波和干擾波不加區分,盲目按照流程進行處理的做法,才可以糾正成果中以夾雜干擾波假象進行預報的局面。
在京西梨園嶺隧道TGP206與TSP200在同一次預報中進行試驗對比,發現TSP200儀器采集的記錄中有嚴重的隧道管波,TGP206儀器采集的記錄中無隧道管波。兩臺儀器工作中使用同一批24炮震源和在同一位置接收,采集的地震波記錄出現如此之大的區別,關鍵在TSP200儀器的接收裝置設計不合理。我分析過近百個TSP203與TSP200儀器采集的記錄文件,記錄上普遍存在著“隧道管波”,檢查數據處理的過程中也未見對干擾波進行處理,而是作為地震反射波數據參與了處理,隧道管波干擾的假象混雜在預報成果圖中。近幾年,我看到的使用TSP203和TSP200資料發表的預報文章中,其現場采集的偏移距離(接收到最近激發炮之間的距離)普遍使用15米或者20米,炮孔之間的距離為1.5米至2米左右。在隧道管波干擾的情況下,這種布置采集的記錄見圖(9),記錄上的隧道管波是構成對有效波預報的嚴重干擾。我們對以如上參數采集的記錄作個初步的分析,假設巖體條件為完整的微風化硬巖,以巖體的縱波速度為4500米/秒,橫波速度為2500米/秒計算,未受隧道管波干擾的距離:縱波成果為120米左右,橫波成果為60米左右。以現行TSP200或者TSP203雙參數預報的做法評論,其未受隧道管波干擾的預報距離為60米左右。如果巖體條件降低,雙參數預報的距離還要大打折扣。如果按預報150米距離分析,其中有90米左右的距離中包含有隧道管波的假象資料。請有關使用者自己檢查已經處理過的文件,分析我的結論是否有道理。也不妨召開一個有代表性,而且能夠深度研究隧道地震波預報技術的會議,研討是否存在隧道管波干擾的問題和改進措施。
我提出一個不得已而為之的方法,供大家思考。根據各種波傳播路徑和速度差異的原理,即隧道管波在隧道內的空氣中傳播,其速度低,地震波在巖體中傳播其速度高,現場采用加大偏移距離進行預報數據的采集方法,利用巖體的地震波速度明顯高于空氣中聲波速度的條件,使隧道管波下移,延遲隧道管波在地震波記錄出現的時間,加大反射波接收的時間窗口,可以起到加大預報距離的目的。圖(10)下部標注有20、30、40的三條紫色線分別表示:偏移距離為20米、30米、40米情況下的隧道管波的出現位置。由圖可見,如果采用40米的偏移距離,隧道管波下移,反射波的時間窗口加大,在巖體為完整微風化硬巖的條件下,縱波反射基本上不受干預,橫波反射受影響的地震道約為30%。這種方法的不利點是偏移距離加大會影響到地震波頻率的降低和能量的衰減,但是權衡利弊,實現“隧道管波”下移的方法,避開隧道管波的干擾,無疑是一個不壞的辦法。
隧道管波在記錄上的幅度與激發泄放到隧道中的能量,以及接收裝置系統對隧道管波的壓制能力有關?!八淼拦懿ā碑a生的源頭在激發,在激發孔沒有注滿水、或激發孔太淺的條件下,激發能量會大量泄放到隧道內。因此,注意改善激發條件有利于減弱隧道管波的干擾。
有關是否可以采取濾波方式處理“隧道管波”的問題。“隧道管波”的頻率與激發條件、接收裝置條件、以及隧道圍巖的性質等有關系,也存在接收裝置系統在受震條件下產生次生震蕩波,綜合起來的干擾波比較復雜。通過濾波方式處理不宜實現濾除目的,如果采用的濾波參數不合理,還會產生改變地震波信息造成其它成果假象的可能性。
4、隧道埋深與預報距離
有一位從事海底隧道地震波超前預報的工程師向我詢問有關預報距離的問題,海底隧道在基巖和海底的沉積地層中穿過,如果基巖面的起伏較大,這一類情況與地面上的淺埋隧道一樣。在隧道地震超前預報中,海底地形界面和起伏的基巖面同樣是地震波的反射面,因此,地形界面和土石界面產生的反射波,與地質構造面產生的反射波均會被儀器接收并疊加在一起,造成地震波記錄復雜化。所以,在海底隧道或者淺埋隧道進行超前預報時,要綜合考慮上述影響,合理確定預報的距離。一般在無法剔除地形等界面反射波影響的條件下,控制預報距離小于隧道埋藏深度為宜,對于大于埋深的距離預報要慎重。
5、關于圍巖參數的預報問題
關于隧道圍巖參數的預報問題,應該明確兩個問題:一是地震波預報方法獲得圍巖參數的原理和作用;二是利用圍巖參數變更隧道圍巖級別的合理性。
地震波預報方法獲得的基本參數是縱波速度和橫波速度,其他參數均是由此計算得到的二級參數。利用地震波方法求取速度參數計算的過程中,速度數值與介質本身和反射界面的角度兩個變量有關系。在地震波預報求取速度的過程中,以測量段(炮孔段)巖體速度為基本參考值,計算中同時考慮巖體反射界面的反射幅度強弱作為計算因素,帶有相關比較的性質,因此得到的速度數值稱為估算速度,利用估算速度曲線的分布作為分析相鄰巖體的定性比較具有一定的合理性。但是,它既不是常規地震波勘探中的均方根速度,也不是巖體的真速度。
地質界面與隧道的關系,地質界面正交隧道軸線的情況應該說是個別的,普遍存在的應該是與隧道存在夾角的情況,因此普遍存在的是地震反射波路徑與隧道軸線不重合,地質界面與隧道的夾角越小(以正交為90度),地震波路徑與隧道軸線的夾角越大,即地震波路徑偏離隧道越遠。因此,利用地震反射波路徑方向上的速度代表隧道圍巖,存在不合理性,因為地質巖體具有的非均質、非連續和各向異性是不容忽視的。
在明確地震波預報獲取的速度含義以后,我們來分析利用該速度進行“隧道圍巖彈性波分級法”和變更隧道圍巖級別的問題?!八淼绹鷰r彈性波分級法”顧名思義,是隧道圍巖彈性波的一個分級方法,而不是隧道圍巖地質分級的全部??辈煸O計報告中圍巖級別的結論是綜合考慮:隧道通過地帶巖體的工程地質、水文地質、隧道埋深與地應力,以及隧道圍巖彈性波參數等多方面的資料做出的,僅僅利用預報獲得的巖體參數變更圍巖的級別存在著片面性。
舉例說明如下:圖(11)是TSP203儀器預報成果圖中的一部分,圖中上半部分三項參數的直方圖,由上而下為巖體分段的縱、橫波速度參數值;巖體的密度值;和巖體的彈性模量值。圖的下半部分為反射界面的分布圖。以圖中的反射界面線與隧道里程線的交點為序,統計反射界面與隧道軸線的夾角,匯總成表1。
序號
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
里程
2084
2092
2104
2108
2109
2116
2136
2152
2164
2184
2188
夾角
45°
75°
70°
65°
75°
80°
80°
70°
90°
70°
80°
以表1中最后兩個界面的里程和夾角,根據隧道地震反射波傳播理論,采用作圖方法,繪制的地震反射波的射線路經,分別見圖(12)。
上圖的預報距離為100米:圖中序號11的界面在2188里程,構造面與隧道夾角80°,其地震射線與隧道夾角10°~15°,反射段偏離隧道距離32~37米;圖中序號10界面在2184里程,構造面與隧道夾角70°,其地震射線與隧道夾角20°~30°,反射段偏離隧道距離49~59米。如果以正常預報距離150米計算,反射段偏離隧道的距離達到70~80米。地震波射線與隧道軸線方向不同,射線路經與隧道軸線也不具備重合條件,而且偏離隧道50至80米多米以外,這樣的速度資料作為隧道掌子面前方圍巖的速度不具備代表性,以此變更隧道圍巖的分級則更無道理。至于圖中提供的其他巖體動參數,例如:動彈性模量、動剪切模量、動泊松比和巖體密度值等參數,皆由巖體縱波和橫波速度計算而來,擺在報告中也就是一堆動參數。況且在沒有具體巖體動靜參數對比資料的基礎上,如何使用也存在問題。
我認為隧道地震波超前預報,應該是以預報地質災害和不良地質條件為主,以估算速度參數定性評價圍巖地質條件為輔的方法。
根據國家《中長期鐵路網規劃(2008年調整)》,到2020年,我國鐵路營業里程將達到12萬千米以上,其中新建高速鐵路將達到1萬千米以上。目前,我國已成為世界上高速鐵路發展最快、系統技術最全、集成能力最強、運營里程最長、運營速度最高、在建規模最大的國家。大規模的鐵路網建設和鐵路的自主創新,需要學校提供大批適應軌道交通運輸行業發展的創新型、應用型人才。這就要求學校不僅要更新教學內容,建立引進技術、消化吸收、再創新的產學研相結合的自主創新體系,更要建立靈活的、能快速響應行業需求的人才培養體系。大眾教育背景下學校人才培養模式改革的需要。隨著社會的發展和高等教育大眾化進程的到來,學校人才培養面臨新的問題。一是社會對高級專門人才的需求呈現多樣化的特點日趨明顯,不同領域、不同技術知識含量的企事業單位對所需人才的知識技能和素質的要求各不相同。二是研究生規模的擴大和非公有制經濟的強勁發展使得高校畢業生的選擇和去向日益多樣化。三是高等院校的入學對象日趨多樣化,大眾化階段走進高校大門的學生知識掌握程度和能力發展水平、求學意愿和態度以及價值取向等都呈現出明顯的差異性和多樣性。這需要學校改革傳統整齊劃一的人才培養模式,建立能促進學生個性發展的多樣化人才培養模式。
與國際工程教育相銜接的需要。為提高我國高等工程教育的國際競爭力以及提高我國高等工程教育的質量,做好加入《華盛頓協議》的準備,同時為了探索建立我國的注冊工程師制度,促進工程教育與工業界的聯系,2006年教育部會同有關部門正式啟動了工程教育專業認證試點工作。學校積極參與認證工作,先后有交通運輸工程、電氣工程及其自動化、機械工程等多個軌道交通運輸類相關專業通過教育部專業認證。在專業認證過程中,學校認識到建立“以學生為中心”的人才培養體系,提高學生“實踐動手能力”,加強“工程教育界和企業界相結合”,建立“與國際高等工程教育專業相銜接專業標準”是極其重要的。學校在專業課程設計、教學內容、師資隊伍、實踐教學體系等方面需作出調整應對。
學校“卓越工程師教育培養計劃”的思路
針對上述問題,學校在廣泛調研國內外交通運輸工程類專業人才培養現狀、充分吸收各項教學改革的成功經驗基礎上,依托學校交通運輸工程學科優勢,加強學分制模式下的應用型、創新型人才培養研究,努力探索適合學校發展的人才培養新模式。教育部“卓越工程師教育培養計劃”的實施,為學校的人才培養模式改革帶來了契機,指明了道路。通過研究,學校認為“卓越工程師教育培養計劃”主要有三個特點:一是行業企業深度參與培養過程,二是學校按通用標準和行業標準培養工程人才,三是強化培養學生的工程能力和創新能力。這正是解決學校所面臨問題的良方。結合“卓越工程師教育培養計劃”,學校堅持“以人為本,德育為先,因材施教,特色鮮明”的教育理念,快速培養造就一大批創新能力強、適應軌道交通行業發展需要的多種類型工程人才。
卓越工程師人才培養體系的設計思路。卓越工程師人才培養體系的設計思路是:在軌道交通特色型大學的辦學定位的指導下,按照培養具有創新精神和創新能力的高素質人才的目標,通過科學的培養體制、合理的組織形式和高效的運行機制,構成先進的教育教學模式,使受教育者掌握教育內容,成為既定目標所規定的創新人才。卓越工程師人才培養的主要模式。根據軌道交通運輸行業發展對人才規格的要求,學校在原有大類人才培養模式的基礎上進行改革,初步構建起“3+X”和“4+X”兩個體系、六種類型的卓越工程師人才培養模式。①根據行業對研究型拔尖創新人才的要求,設置“3+3+3”本碩博貫通和“3+5”直博的人才培養模式。根據學生培養的特點,突破傳統培養階段的界限,將本科生教育和研究生教育貫通,統籌設計課程體系。以“3+3+3”培養模式為主渠道,少量優秀學生采用“3+5”培養模式,前三年不分專業,研究生教育從第四年開始進入。該模式具有三大特點:本碩博貫通的人才培養方案;堅持大類培養和強化工程基礎教育;突出科研能力和創新能力培養。②主動適應企業需求,靈活設置與企業聯合培養的“3+1”和“5+0.5”模式。學生前3年進行基礎知識和專業知識學習,第4學年由學校和企業共同制定培養方案,開設專門課程,并讓學生進入企業結合崗位開展實習和畢業設計。
在“5+0.5”模式中,根據用人單位對急需人才的需求,從相關專業選拔大四學生在寒假和第8學期進行校企聯合培養,學生寒假完成特定的課程學習,第8學期進入企業結合崗位開展實習和畢業設計。③根據行業對工程型拔尖創新人才的需求,設置“4+2”本碩貫通的人才培養模式。前3年在工程大類公共課平臺上進行工程基礎教育和在打通的學科基礎課程平臺上進行專業培養,第4年主要針對鐵路行業需求,結合工程現場進行專業課程學習、工程實踐和畢業設計,第5、6年結合企業創新需求進行研究生階段培養。④根據用人單位對復合型人才的需求,設置“4+1”雙學位人才培養模式。在第一專業工學學士學位培養的基礎上,開展第二專業學士學位(如工程管理、工業工程、公共管理、外語)的復合型人才培養。如“工學+工程管理”的雙學位模式,根據軌道交通行業現場對綜合技術、管理能力的要求,對傳統工程管理的教學體系進行重大改革,學生用四年時間取得本專業的畢業證和學位證書,同時延長一年時間完成工程管理專業的課程與論文,取得由國務院學位辦統一頒發的工程管理第二學士學位證書。
學校卓越工程師教育培養計劃的實踐
改革人才培養模式,快速響應高速鐵路國際化發展對人才的需求。2010年瞄準我國高速鐵路大發展和走出去戰略的大好機遇,我校以“3+1”模式與6個鐵路局聯合培養了44名大型養路機械維修與養護的卓越工程師;以“5+0.5”培養模式,與北京鐵路局聯合啟動了“高速鐵路卓越工程師國際培訓班”,培養了50余名國際化的高速鐵路卓越工程師和20余名“一專多能”卓越工程師,他們已在沙特工程現場擔當重任。根據鐵路單位對國際工程現場的需求,我校以工學+英語的“4+1”雙學位人才培養模式培養了31名卓越工程師。今年,根據鐵路單位對一專多能技術綜合型人才的需求,我校又以工學+工業工程的模式培養了70余名卓越工程師。根據鐵路行業部門,尤其是鐵路設計院和工程局對專業能力精深的高水平工程人才的需求,按照“4+2”本碩貫通的人才培養模式,在2010年和2011年,我校與11個鐵路單位依托此模式,聯合培養了200余名軌道交通領域工程技術類拔尖創新人才。#p#分頁標題#e#
加強校企合作,與企業聯合培養國際高速鐵路卓越工程師。學校瞄準中國在沙特等國家的高速鐵路建設和運營管理方面對高速鐵路國際化人才的戰略需求,于2010年1月與北京鐵路局聯合啟動“高速鐵路卓越工程師國際培訓班”,對簽約北京鐵路局的50余名2010屆畢業生進行為期半年的工程實踐能力、工程師素養和外語能力強化培訓,并有針對性地進行阿拉伯語的基礎訓練和高速鐵路專業外語能力的強化。在學校培訓結束后,學生將到北京鐵路局進行為期三個月的頂崗實習并完成畢業設計,部分學生將赴阿拉伯國家參加國際工程實踐鍛煉。近年來,學校已先后與鐵道部客運專線、成都鐵路局、成都地鐵等多家用人單位開展校企合作,采用“3+1”(前三年采用大類培養,后一年與企業共同制定特殊培養計劃)訂單式聯合培養的方式,陸續開辦了動車司機、牽引供電、鐵道工程、高速鐵路司機、地鐵等培訓班,為高速鐵路的建設和發展培養了數百名高素質的專業人才。引進與培養并重,為培養高速鐵路卓越工程師打造國際化的教師隊伍。
學校通過選拔具備國際化背景的優秀師資以企業掛職鍛煉、出國考察學習、參與高速鐵路工程項目研究和到國外工程現場實踐等方式提升教師的工程能力素養和國際實踐能力,同時面向國內外聘請高水平專家為學生授課,充實高速鐵路人才師資隊伍。為辦好首屆“高速鐵路卓越工程師國際培訓班”,學校專門聘請了阿拉伯語教師擔任教學任務,為高速鐵路卓越工程師培養提供高水平的師資保障。此外,學校充分發揮在軌道交通領域的優勢,組織專家為高速鐵路人才培養編寫國際化培訓教材和講義,開展雙語教學。完善組織機構,科學構建高速鐵路國際化背景下的卓越工程師培養長效機制。學校在教育部“卓越工程師教育培養計劃”的精神指導下,成立了“茅以升學院”和“詹天佑學院”。“兩個學院”實行“大基礎”、“實踐教學”、“專業學習”的“新三段”人才培養模式,即前兩年不分專業,做大人文、自然科學和工科基礎的大基礎,中間加強實踐教學,突出強化專業特點。
其中,茅以升學院側重于培養拔尖類研究創新型人才,以“4+2+3”培養模式為主,培養本科、碩士、博士貫通的高速鐵路工程科技博士型卓越工程師;詹天佑學院則主要面向軌道交通(包括高速鐵路),采用校企聯合培養的方式,以“4+2”培養模式為主,培養本科、碩士貫通的軌道交通應用型、研發型卓越工程師。學校專門成立了教授團,為學生開設研討型課程,引導學生將專業與科研結合起來學習,注重專業能力強化,培養學生的科學研究能力;采用校企聯合培養的方式,壓縮課堂教學內容,至少有1~2年時間在實踐教學基地或單位完成學習,突出實踐能力鍛煉和動手能力的培養。
【Abstract】The railway system is a very large system, the number of grassroots staff is very large, and including variety types of works. This paper makes an in-depth study on the transformation and innovation of the personnel management in railway grassroots, and puts forward some reasonable suggestions for the construction of new railway personnel management mechanism.
【關鍵詞】人事管理;鐵路基層;管理創新
【Keywords】personnel management; railway grassroots; management innovation
【中圖分類號】F272.92 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069(2017)04-0005-02
1 引言
“十二五”規劃以來,我國的鐵路行業取得了突飛猛進的發展,為了能夠培養更多的優秀人才為鐵路事業的發展貢獻力量,鐵道部及各鐵路局都根據實際需求制定了符合自我發展的人才培養戰略計劃,基層鐵路人員作為鐵路系統中最接地氣的一部分人也是數量最大的一部分人,我們更需要做好其管理培養模式,提升他們對鐵路系統的認同感與歸屬感[1],充分發揮他們的能力,為鐵路隊伍打造一批高素質的人才。
2 當前鐵路基層人事管理方面存在的問題
從當前人事管理的現狀看,我國鐵路人事管理方面還存在著很多的不足,面對日益增大的人員隊伍,鐵路系統對其的培養選拔體制還存在很大的問題,尤其是基層人事管理工作,這在一定程度上會影響整個工作能力。從目前實際來看,基層鐵路人事管理存在的問題主要可以分為以下幾個方面:
2.1 高層次人才培養力度不足
高層次人才是鐵路發展的核心,對其的培養需要投入更大的保障,對于日常表現突出,業績能力強的骨干員工我們要注重培養,但是目前基層鐵路人事管理工作并沒有對這方面加強重視。以某路段為例,在2015年度的路局專業技術人才表彰會上,該路段獲榮譽的人數很少,其中青年科技拔尖人才、首席工程師均僅有1人獲獎;且在茅以升鐵道工程師獎、詹天佑獎等重獎、大獎領域該路段為空白,從未有人獲得過。
2.2 專業技術人才占隊伍總數比例較低
專業技術人才缺失反應的是人事整體力度不足。目前,在鐵路基層工作人員中,沒有專業技術資格的人員所占比例偏高,以某路段為例,沒有任何專業技術資格的人占到總人數的30%左右,這部分人由于年齡偏大、學歷偏低、專業素養能力不足等因素,在工作中無法完成某些制定的任務,這會給整個隊伍的建設帶來很大的問題。而專業技術人才比例低還表現在鐵路基層組織中的中高級人才數量較少,僅具有15%左右。
2.3 學歷資歷符合資格評審人員申報比率仍偏低
由于客觀原因所限,現在鐵路基層組織上大多35周歲以上的干部都是后期取得的學歷,他們雖然現場經歷豐富,但面對職稱英語、計算機、等“硬性條件”卻存在畏難情緒,思想上沒有主動克服困難,造成參評態度不積極。例如2015年某段學歷資歷達到中高級評審條件的共有29人,但最終符合所有評審條件的僅有10人,并督促此10人全部進行了上報,雖完成了路局20%申報指標的要求,但申報率也僅為34.5%,申報人員所占比例還是較小。
2.4 培訓提素效果不理想
干部培訓工作是人才提素的有效手段,但是目前很多路段對此的認識不足,他們定期舉辦的多是常規性的參加局級培訓班,這種培訓班的內容簡單,形式單一,僅是簡單的思想或是常規性的操作的培訓,這對于很多的干部而言已經是非常熟悉的知識,根本不需要再重復的培訓,這是一種資源的浪費。對于層次更高的培訓班,由于資金規定、溝通聯系等客觀條件的限制,導致很多的干部沒法參加,干部培訓“走出去” 缺乏一定的落實性。
3 轉變創新鐵路基層人事管理制度的主要措施
新的形勢下,為了能夠有效提高鐵路基層人事管理水平,提高人才培養力度,我們必須要轉變舊的觀念,不斷創新體制、創新方法,采取有效的措施切實提高基層人才培養模式,為鐵路事業的發展提供良好的基層人才保障,促進我國鐵路事業得到整體的提高。轉變創新鐵路基層人事管理體制主要可以從以下幾個方面著手:
3.1 轉變基層人事管理職能
現代人力資源管理要求基層人事管理要建立在企業整體戰略決策高度上,要從企業的整體長遠發展為出發點,不斷完善基層人事管理制度,促進其與企業整體人才戰略取得一致性,同時基層企業人事管理部門要積極參與企業的決策會議,從整體戰略層次上發揮監督、控制和調整人力資源的管理職能,這樣能夠使基層人事管理更加符合企業發展的需求,為企業提供更多的優秀的高素質人才[2]。
3.2 加強前期培訓,提高人員隊伍的整體水平
目前鐵路基層高端層次人才缺乏是一個重要的現實性問題,對此我們需要采取的是注重人員的高層次培養,制定有效的培B計劃,讓更多的基層員工取得專業資質,這樣才能夠提高基層隊伍的整體素質。同時我們還要注重做好高尖人才的選拔工作,采取“壓擔子”的方式,加強對人才的培養。通過加強技術人員參加專項培訓、參與科技項目開發及現場技術改造等方式進行重點培養,爭取選拔上更多的局級專業技術貢獻獎、青年科技拔尖人才和百優大學生等榮譽人才。
3.3 重抓資格匹配升級
首先要提前做好對學歷資歷符合晉升專業技術資格條件人員的摸底工作,對他們公布名單、制作好提示卡片,對他們這些人中外語計算機、業績成果、學時不符合條件的人要進行一σ話锎伲通過優先送培補強、指導,做好靶向定位等做好動態補強,實現路段人才梯次和人才總量穩步增長。
3.4 豐富培訓手段,確保干部提素取得實效
干部培養也是基層人事管理的重要工作,為了能夠有效地達到干部提素的目標要求,我們必須要對當前的培訓方式進行改革,定期開設高標準的培訓班,提高培訓的內容層次和操作方式,讓更多的干部在培訓的過程中真正地學習到更先進的更新的鐵路知識,這樣才能夠提高培訓的效果。同時我們對培訓的手段要不斷的充實,進一步落實“走出去、請進來”的干部培訓模式,每年讓更多的業務骨干和崗位相關人員具有走出去學習的機會,讓他們更多地了解當前的前沿知識,請進來資深的專業講師就現階段鐵路發展技術進行詳細的解讀,讓更多的人了解到當前鐵路發展的水平與技術,從而在今后的實際工作中能夠更好地做好每一件事。
3.5 全面完善基層人事管理制度
基層人事管理制度是基礎,我們要根據實際發展的需要對基層人事管理制度進行綜合性完善,建立有效的長效人事管理機制,深入企業的內部了解基層人事管理的實際情況,在實際的執行過程中,不斷加以完善和改進,從而使鐵路基層的認識管理制度能夠更加的人性化和科學化,充分發揮基層鐵路人員的工作熱情與積極性,為人事管理提供有力的制度保障。
4 結語
通過對鐵路基層人事管理的深入分析,我們發現做好基層人事管理工作是幫助路局取得更大化經濟效益的重要手段。隨著我國鐵路事業的發展壯大,鐵路工作人員隊伍也在不斷壯大。我們對其的管理一定要具有先進性,將現行最新的、有效的人事管理理念和人事管理方法應用到鐵路基層人事管理之中,強化人事管理部門職能轉變,從而更好地實現為鐵路打造優秀人才的人才戰略發展目標。
【參考文獻】
關鍵詞:可靠度地下結構巖土參數概率特征
1.前言
地下結構和其它巖土工程一樣,在整個設計過程中存在大量的不確定性。傳統方法設計時用一個籠統的安全系數來考慮眾多不確定性的影響。對各參數、變量都假定未定值。這就是常規的定值設計法。雖然以后對某些參數(如材料的強度)取值時也用數理統計方法找出其平均值或某個分位值,但未能考慮各參數的離散性對安全度的影響。所以安全系數法不能真正反映結構的安全儲備。
60年代末期,數理統計和概率方法在結構設計中成功應用,鼓勵和啟發了隧道工作者尋求用概率方法研究地下工程中各種不確定性并估計他們的影響。進入70年代,可靠度分析方法擴大到更多的設計領域。但是,這種方法仍然受到一些巖土工作者的反對和質疑。原因在于巖土工程本身的機理比較復雜,有些問題還沒有充分認識;巖土工程概率方法還處在發展階段,不少概念還不很明確,計算方法也不夠簡便;一些人對概率論和方法不很熟悉。這些困難也促使一些巖土工作者潛心鉆研,他們吸收地面結構概率分析成果,針對巖土和地下工程的特點開展專題攻關,雖未完全解決技術上的關鍵,也取得了可喜的成果。研究表明,概率和可靠度分析方法在不確定性越嚴重的問題中越能顯示出活力來。
1992年,國家技術監督局《工程結構可靠度設計統一標準》,作為其它各類工程結構設計共同遵循的準則。鐵路、公路、水利、港口等行業先后開展結構設計統一標準的編制工作。作為上述各類工程的重要組成部分的隧道及地下工程,采用概率極限狀態設計也提到日程上來。一些技術難題有待繼續攻克,實用化問題也要同時解決。目前,可靠度分析在地下工程中的應用正在經歷由粗糙到精細,由簡單到復雜再回到簡單并進入實用這一過程。
2.巖土參數概率特征的研究
確定圍巖的物理力學參數和原始應力狀態時分析地下結構力學行為的先決條件。對于重要的大型結構(如水電站地下廠房等)通常要在周圍地層鉆孔取樣并進行一系列試驗以取得有關參數。交通用途隧道縱向長度比橫向長度大得多,經過的圍巖也化,通常按各類圍巖的綜合力學參數進行計算。引入可靠度后,必須考慮這些物性參數的概率特征。這方面的研究成果對地下結構可靠度分析至關重要。
2.1圍巖分級判據的可靠性研究
一般隧道設計時都要現場確定該隧道所處的圍巖類別。各種圍巖分類法都有各自的一套標準。但由于標準本身常存在模糊性或不確定性,或者不同人對標準的理解和處理不盡相同,不同人對同一圍巖的評價結果總體會趨于一致,具體還不會完全同一。圍巖分類的隨機性值得我們進一步研究。
我國在圍巖分類和分級方面已有不少成果,可惜各部門還不統一。東北大學林韻梅教授等提出圍巖穩定性動態分級法,李強提出模糊聚類分析法。在動態分析法中對分級判據的分布進行初步分析,應用數理統計方法對分級判據進行研究。在定義分級判據可靠性的函數上,用柯爾莫洛夫法對其分布規律進行檢驗。還提出了分級標準和分級方法的評價準則。
2.2地質資料的概率處理
對于大型地下工程和重點長大隧道都要進行比較細致的地質勘探。但要從有限的勘探資料中獲得隧道全長或大型地下工程周邊圍巖的地質狀況和有關參數,必然存在不確定性和偶然性。用概率法可減少誤判的機率。例如長江科學院包承綱研究員等以概率方法處理水壩地基鉆孔之間的地層分界線,取得更為合理的結果。
地層中常有一些異常地質點存在,如軟弱夾層、空洞等。他們對地下工程施工和運營有很大影響。為此,首先要弄清楚它們出現的可能性、大概的位置及其性質,然后通過可靠度分析法去分析它們的影響。Bercher(1979)及Tang(1987)等都對某地區在給定鉆孔布置與地質歷史推斷情況下,對異常地質出現的概率和統計特征做過估計,先給予一個不出現異常的先驗概率,然后根據一系列鉆孔資料按Bayesion公式推得修正的不出現概率和聯合分布。
2.3土性參數的隨機場研究
據研究,土性參數變異系數可達0.29,比計算模型的不定性影響大得多。土性參數概率特征經歷了兩個階段。早期研究建立在隨機變量基礎上。后期研究集中在隨機場理論的應用上。
不難理解,巖土工程的性狀是由某一空間范圍內巖土的平均特征所控制。根據一個個試樣求得的統計特征稱為點特征。點特征與空間特性之間由一定的關系。空間平均特征的方差應小于點特征的方差??刂茙r土工程可靠度的是土性參數的空間平均值方差而不是點方差。因此,土性參數的概率分析是一個隨機場問題。對于空間分布的地層,由于沉積和埋藏等條件的聯系,不同點之間雖有差別又有一定的相關性。這種相關性將隨二點距離的增大而減弱。相關距離是巖土可靠度隨機場研究中的一個重要參數。有關學者提出了相關距離的物理意義、集合意義及實際計算方法,提出了不同地層相關距離的年經驗值。研究了不同統計方法的參數對可靠度分析的影響。
2.4巖體特性統計特征的研究有待加強
近幾年由于土坡穩定、樁基承載力及地基承載力等方面可靠度分析實用化的需要,推動了土體概率特征的研究。而土性概率特征的研究成果又促進了上述幾種典型工程實用可靠度分析。由于巖體的本構關系更為復雜,節理、裂隙、層狀等對巖體特性影響更多,巖石地下工程計算模型不定性更為突出。對于眾多不定性相互作用的巖石工程,更需要可靠度分析。國內勘察設計部門也積累過大量巖石資料,但用概率方法加以整理的參加橫過較少。日本在這方面做過的工作值得重視。他們對各類圍巖(如花崗巖、閃綠巖、礫巖、砂巖、泥巖等)的主要指標(如單軸抗壓強度、壓縮變形系數、抗剪強度、干密度等)的分布特征,均值及變異性以及相互關系等都做過分析整理,這些資料可供參考。
3.作用效應隨機分析方法的成果
作用效應是可靠度分析中重要的綜合隨機變量,它占用很大的計算工作量。地下結構作用效應的定值分析方法不論是“荷載—結構”模式或“地層—結構”模式,目前大多采用有限元分析,考慮空間作用時還用三維有限元。對裂縫、節理發育的巖石地層主要有兩種方法:
a.仍然利用連續介質力學理論,但要尋求反映不連續巖體特點的本構關系或把節理裂隙的力學性質作為附加條件加以考慮,然后求解;
b.應用塊體理論,尋求關鍵塊。利用量測到的位移信息反求地層的力學指標也是常用的方法。引入可靠度以后如何在上述各方法基礎上進行隨機分析時必須解決的問題。
3.1隨機有限元的進展
有限元法在隨機介質中的應用始于70年代初期。當時主要用于巖土理論與應力分析。其基本思路是采用蒙特卡洛模擬法。該法建立在大量確定性計算基礎之上,費用較為昂貴。結構靜力計算的隨機有限元法70年代中期由瑞典的K.Handa首先提出,80年代末日本的Hisada和Nagagri等對隨機有限元作了較為系統的研究。至此以后隨機有限元理論朝著兩個方向發展,一是基于攝動展開的有限元統計分析;另一是隨機場的局部平均。具體的方法有:紐曼隨機有限元法;隨機有限元最大熵法;有限元一次二階矩法;隨機有限元響應面法;攝動隨機有限元法等。上述各種方法各有其特點,有的理論上較為嚴密,但計算量大;有的較近似而計算簡便。響應面法,攝動法及蒙特卡洛法在我國隧道可靠度分析中都已實際應用。
作為隨機有限元的深入,有人還提出非線性隨機有限元,但該理論正處于嘗試中。采用目前流行的隨機有限元通常只能確定荷載效應的某些數值特征,如均值、方差、相關矩等,難以確定荷載效應的概率分布及高階矩,故還不能很好的滿足可靠度分析的要求。蒙特卡洛法可求出概率分布,但計算量較大。成都電子科技大學張新培教授提出了改進的隨機有限元法。該法以有限元為基礎,利用荷載列陣與剛度矩陣各元素之間特征函數確定結構各單元荷載效應的特征函數,再根據特征函數與分布密度函數及數字特征的關系,求出荷載效應分布密度函數積極數字特征。此法概念簡單,容易實行,較好地滿足可靠度分析的要求。
3.2隨機塊體理論的提出和應用
塊體理論是我國學者石根華和美國學者R.Goodman首先提出的巖體工程分析方法,為巖體洞室和邊坡穩定分析開辟了新的途徑,在國際上受到重視并得到日益廣泛的應用。塊體理論中關于巖體被不連續的空間平面切割成分離塊體以及切割面上的力學參數c、Φ等都作為定值。由于實際巖體不連續面形成因素復雜,同一組不連續面的產狀在一定范圍內發生變化,連續空間平面切割成的變形狀空間塊體具有隨機性。切割面力學參數也使隨機變量。因此更適合概率分布。河海大學王保田、吳世偉提出的隨機塊體理論,用隨機抽樣法尋找可動塊體的概率,并用一次二階矩法求關鍵塊的概率。二者結合可較好的解決已知結構面產狀概型和力學性態是隨機值的問題。南京航空專科學校的張廣健等應用隨機塊體理論編制出計算程序,用以對隧道圍巖穩定性進行可靠度分析,求得各類圍巖的塊體穩定可靠指標。所得結論與設計和施工經驗基本一致。若能用現場實測數據統計分析,其結果將更能反映工程實際。
3.3三維隨機邊界元法的提出
地下結構的有限元分析特別是三維分析需要劃分許多單元,計算機工作量和對計算機內存的要求都很大。特別對無限區域的課題,在一定范圍內離散將忽略外方廣大區域的影響而帶來誤差。因此人們的注意力又轉到一些邊界解法上,相應的邊界單元法得到發展。隧道的邊界元分析有其明顯的優點,日益受到國內外重視。針對地下結構分析中參數都具有明顯不確定性的特點,隨機邊界元法的研究和應用將對隧道可靠度分析起到新的推進作用。
武漢水利電力學院潘國寧等提出的三維隨機邊界法是將邊界元計算過程作為函數轉換過程,再參數取值時對函數過程做泰勒展開。通過邊界計算得到應力和位移的均值;然后計算有關變量對參數的一階導數和二階導數在取均值時的值。最后考慮參數的變異性來分析計算結果的變異性。此法公式簡潔,計算工作量小,對隧道分析有重要參考價值。
3.4圍巖參數的隨機反分析
由于圍巖的物理力學指標不容易確定,現場取樣試驗或直接測試資料也只是得到點特性而不是我們所要求的圍巖空間平均特性。因此,利用施工監測得到的位移信息反演求出圍巖參數的方法在一定條件下能滿足地下結構分析的要求。目前定值的反演分析比較成熟,已開發出很多程序可供應用。但是反演分析所依據的信息實際是帶有一定離散性的隨機變量,可靠度分析也要求反分析的結果能表示出概率特征。因此,隨機反分析也逐漸受到重視。專門著作《反演理論》對反分析概率化有重要論述。同濟、北方交大、西南交大巖土和地下工程專業的博士研究生的論文都曾涉及隧道隨機反分析問題。目前采用的方法有傳統的蒙特卡洛法、隨機攝動法。
4.針對巖土工程特點的可靠度分析方法的新發展
《工程結構可靠度設計統一標準》在附錄一中推薦用一次二階矩法計算結構的可靠指標。同時指出對于變異系數很大、極限狀態方程非線性程度很高等情況,宜用更精確的方法計算。巖土物性變異性比較大,常呈現一定的相關性,如內摩擦角與內聚力之間負相關,容重與壓縮模量、內聚力等正相關。忽視這些相關性,會使計算結果出現誤差。而一次二階矩法是假定基本變量間是相互獨立的。
目前針對相關性提出兩種一次二階矩的改進方法。一是將相關變量變為互不相關的變量,新變量的方差矩陣是由原變量標準化后的方差矩陣構成。另一方法是將極限狀態方程的標準差展開后求得分離變量作為新變量的靈敏系數,在新的靈敏系數重反映與之相關的另一變量的影響。前法適用于多個相關的基本變量,后法只適用于兩個相關變量。
對于非線性極限狀態方程,用當量正態法有時計算誤差過大,有時不易收斂。此時將蒙特卡洛模擬引入可靠度分析中,只要模型次數多就能得到精確的失效概率值。對于很小的失效概率需要很大的模擬次數。為節省機時,可從計算方法上改進。為避免概型擬和引入的誤差,采用高階矩發值得進一步探索。
對于一些判別準則易受人為因素影響的問題,也可將模糊數學方法引入可靠度分析中,發展成為模糊可靠度分析法??拥婪€定性位移判別的方法和準則就有很多主觀和客觀不確定性因素,坑道穩定性模糊概率分析法,把“坑道穩定性”作為一模糊隨機事件,求其模糊概率,用模糊統計分析試驗法結合專家綜合評判來確定地下坑道周邊位移與坑道穩定性的隸屬函數,推導出坑道穩定性可靠度計算的一般表達式。
5.圍繞《鐵路隧道設計規范》的修訂,隧道可靠性
鐵路隧道在我國地下工程中占很大比例,第二層次的《鐵路工程可靠度設計統一標準》也已。第三層次的鐵路各專業設計規范可靠度設計修訂工作已提上日程。針對人們對可靠度理論在隧道中的應用有懷疑態度甚至否定這一情況,鐵道部先組織幾批專家進行“以可靠性理論為基礎修訂鐵路隧道設計規范的可行性研究”,得出可行的結論,并分別從“荷載—結構”模式、“地層—結構”模式和以工程類比為基礎的經驗設計模式等幾個方面提出實現可靠度設計的途徑和需要攻關研究的課題。該項研究經鐵道部組織專家評審驗收,人為結論正確,所建議的隧規改革目標明確,路徑可行,可作為今后隧規改革的指導性文件。
為了使鐵路隧道設計規范按可靠度設計加以修訂這一難度較大的工作能逐步深入開展,鐵道部主管部門已立項開展《按可靠度理論修改隧規的基礎性研究》。研究內容包括圍巖物性指標及深埋隧道圍巖松動壓力統計特征研究;淺埋隧道覆土荷載統計特征研究;明洞、棚洞填土荷載統計特征試驗研究;襯砌混凝土偏壓構件抗力計算方法及偏壓強度統計特征研究;隧道襯砌幾何特征研究等。由鐵路各高校分別承擔。鐵路高校研究生論文選題也開始轉向隧道可靠度設計這一領域。
與此同時,有關院校對人防工程按可靠度設計也提出過方法及若干建議。水電部門針對工程特點正對隧道工程的作用及作用效應進行統計參數整理。
表1 法解決大城市的交通問題, 城市交通發展需要盡快確定新的方向。
一、城市公共交通方式比較分析
1、1 現代城市各類交通方式功能比較分析
現代城市交通結構合理性的重要表征, 在于它的便捷可達性及其對城市整體環境的適應性, 所以高效率、低污染的公共交通方式應是城市交通發展的方向所在。表1 是城市各類交通方式的功能比較。從交通方式的便捷可達性及其對城市整體環境的適應性兩項指標分析, 由表1 我們不難發現:
城市各類交通方式功能比較
而且, 軌道運輸安全舒適、準點便捷、能源利用率高、對環境幾乎無污染, 顯然是理想的城市公共交通方式。當然, 軌道交通也有其劣勢, 對此本文將作進一步分析。
2 城市軌道交通優劣勢分析
如前文所述, 現代城市交通結構合理性的重要表征, 在于它的便捷可達性及其對城市整體環境的適應性。因此, 對城市軌道交通優劣勢的分析必須從其便捷性、安全性、經濟性、系統容量、技術性能、環境保護、土地利用及能源利用率等。
3 城市問題
多方面因素入手, 進行綜合評價。
(1) 軌道交通的便捷性
與其它交通方式不同, 軌道交通擁有自身的專行車道, 這就使它具備了許多其它交通方式所不具備的優勢:
① 與其它城市路面基本隔離, 全封閉或半封閉的運行方式使它免受其它交通工具的干擾和影響, 這既在一定程度上緩解了地面交通的擁擠堵塞, 又能為乘客提供安全、快捷、舒適的乘車條件。
② 擁有專行車道, 可使列車實現高密度運行, 減少乘客候車時間, 并達到常規道路交通2~ 4 倍的行車速度, 大大節省了人們的出行時間。
③ 專行車道保證了列車可按照確定的時刻表運行, 從而實現準點運輸。
(2) 軌道交通的系統容量
軌道交通系統是一種大容量的運輸方式。與之相比, 傳統運輸方式運輸量要小得多。以車長18 米的絞接車為例, 其單輛車的最大載客量約為200 人, 設每小時最多發車次數為40 次(一般為25~ 30) , 則單向小時最大運送量也僅為8000 人次左右。而軌道交通系統則可由多輛車編組運行, 若發車間隔以2 分鐘計算, 車輛載客能力以12 人?米計算, 其系統容量可達單向小時35000 人次左右。在增加列車編組數的情況下, 軌道系統可以處理每小時50000 人次的高峰客流, 擁有其他運輸方式根本無法比擬的巨大優勢。
(3) 軌道交通對城市整體環境的適應性
① 在保護城市環境和能源利用方面, 軌道交通優勢明顯。由于采用的是電氣牽引方式, 軌道交通的大氣污染、噪聲污染都比較小, 而且其能源消耗量也遠遠低于公共汽車和小轎車; 另一方面, 其龐大的載客量也相應地減少了城市對各種機動車輛的需求, 從而間接地對城市的空氣及噪聲污染起到了緩解作用, 有利于城市環境的改善。
② 在對城市土地的占用方面, 軌道交通系統內部略有差異, 但從整體而言, 軌道交通對城市道路空間的要求還是比較低的。如高等級公路占地約為80 畝?公里; 而采用高架軌道占地約18 畝?公里, 且橋下尚可做其他用途。此外, 地下鐵道不但將促進城市地下空間的開發利用, 而且還有利于保證城市商業、貿易以及交通中心功能的發揮, 充分利用了城市的有限空間。 ③ 對于一個城市的整體環境而言, 軌道交通系統的介入, 不僅將對其交通結構起到一種立體化、合理化、現代化的作用, 而且也勢必影響到該城市的經濟及社會結構的調整, 從而實現一個城市的協調發展, 促進其不斷完善城市功能。
(4) 軌道交通的劣勢
軌道交通系統的劣勢, 主要是針對其工程建設問題而言的。具體說來有如下三點:
① 資金問題。一般來說, 軌道交通建設在上馬之前, 都要面臨一個最為棘手的問題: 工程造價高昂, 其中尤以地鐵為最。近年來, 城市隧道工程建筑造價增長驚人。目前, 地鐵每公里綜合造價有的高達6 億元以上, 而高架線路和地面線路則分別為地下線路的1?6 左右。如此昂貴的費用, 再加上很長的建設周期, 必然會給一個城市及其相關地區的社會經濟帶來極大影響, 資金問題也因此成為城市軌道交通系統發展滯后的主要原因。
② 技術問題。軌道交通系統建設是一項多專業、跨學科的系統工程, 其設備涉及面廣、技術水平要求較高, 通常是高新技術集中利用的典范。這一方面是它的長處, 另一方面也提高了其工程建設的復雜性。這個問題處理不好, 不但將大大提高工程造價, 而且還將對系統今后的運營產生影響。
③ 軌道交通系統一經建成, 就很難甚至于不可能進行改建, 這就要求工程建設標準必須達到一定水平, 并為其遠期發展留下擴建、改建的余地。
3 軌道交通在西方
從1950~ 1990 年的40 年間, 全世界擁有快速軌道交通系統的城市數目增長了3~ 4 倍。目前, 已有38 個國家和地區, 在87 座城市建成了總長度5000 多公里的地鐵線, 正在籌劃和建設的還有26 個國家的35 個城市。在輕軌方面, 已有25 個國家和地區的67 座城市, 建成總長度3000 多公里線路。此外, 市郊鐵路、單軌鐵路和有軌電車也在很多大城市得到了廣泛的發展, 快速軌道交通系統所承擔的客運量在城市總客運量中所占比重日益增大。
從世界大城市公共交通發展的潮流來看, 城市軌道交通系統已經成為國外大城市公共交通發展的主要方向。當然, 由于各地具體情況不同, 各種交通方式的適用度也會因城而異。我國各大城市必須立足于自身交通發展現狀, 借鑒他國經驗, 合理發展城市軌道交通。
二、關于我國城市軌道交通建設的幾點建議
發展城市軌道交通雖然有諸多優點, 但同時亦存在不利因素, 因此發展城市軌道交通, 必須做好事前的可行性研究工作。其中, 主要有融資、技術和交通方式選擇等三個問題。
1 融資問題
(1) 充分利用內資。首先, 必須擴大政府投資。1992 年我國100~ 200 萬人口城市的交通投資占固定資產投資總額的314% , 其中公共交通投資僅占交通投資的1415% , 大大低于西方發達國家水平。今后應適當加大政府對公共交通建設投資的力度; 其次, 可吸引國內一些有實力的集團公司參與投資; 再次, 可適當地向社會征收一定的建設費用, 取之于民, 用之于民。
(2) 合理利用外資。在向外國政府貸款、引進相應設備的同時, 一定要堅持技貿結合與共同建設, 盡量減少對國外的依賴。
(3) 以交通經濟帶的方式籌集資金。軌道交通建設將大大促進軌道沿線地區的開發利用, 形成一條甚至數條區域交通經濟帶。事實證明, 該交通經濟帶發展的過程, 也就是沿線土地價值轉化為建設投資的過程。如在香港地鐵建設中, 政府利用土地開發解決了15% 的建設費用; 據估計, 廣州市對27 個與地鐵相關地段的開發收入可望實現建設費用的40% , 上海地鐵2 號線的土地開發收入預計可達建設費用的30% 。
2 技術問題
我國城市軌道交通建設項目, 一般都需利用國外貸款, 定購其機電設備, 而現代高新技術的應用則使得這筆費用越來越高, 導致我國建設項目的造價不斷上漲, 并留下諸如設備更換、機車修理等一系列難題, 造成對外依賴。要解決這一問題, 就目前而言, 應當以車輛為核心, 以國內實力雄厚的機械工業、電氣工業、高科技電子工業為技術后盾, 有重點、分層次地進行產品國產化技術的研究開發工作, 逐步形成我國自己的軌道交通建設技術力量。這不僅有降低建設成本、減少對外依賴的現實意義, 而且還將有利于我們把握未來的軌道交通建設市場。
軌道交通方式選擇問題城市軌道交通包括地鐵、輕軌、單軌鐵路、市郊鐵路以及快速有軌電車五種形式。在一個城市的軌道交通建設中, 五種方式不可能采取一哄而上的形式, 而必須有側重地選擇發展。在這個問題上, 我們必須從兩個方面來考慮。
(1) 根據客流量預測選擇軌道交通方式
客流量預測是選擇發展交通方式的重要指標之一。采取適當的客流預測方法, 對城市交通各站點之間的土地利用程度、土地利用性質及其對客流產生的影響進行研究與分析, 并得出各站點周圍客流的發展規律, 從而對客流量作出科學預測, 這是合理選擇軌道交通方式的必要前提。
(2) 結合城市布局與規劃, 合理選擇軌道交通方式
① 根據城市中心、近郊區和衛星城鎮之間的布局態勢, 合理選擇輕軌、單軌以及市郊鐵路這三種運輸方式。一般來說, 輕軌宜行于地面, 單軌宜高架, 此二者適合于市區, 而市郊鐵路則適用于城市及其周圍區域之間的聯系。
② 根據城市規劃要求, 結合城市地理情況, 合理選擇線路形式。目前世界上很多“ 地鐵” 已經浮上地面, 充分利用城市地理條件及城市功能區布局, 采取了地下高架地面這樣一種多平面、多層次的線路形式。實踐表明, 這樣做不但無礙于地鐵運能的發揮, 而且還大大有利于城市的綜合開發與規劃。
4建立城市綜合交通網絡
要充分發揮軌道交通系統主干道的作用, 必須有其它交通方式的輔助和補充。在城市軌道交通建設過程中, 一定要注意加強軌道與其它交通方式的銜接能力, 將公共交通站點盡可能地與軌道交通站點協調配置, 根據客流強度配置成各種形式的換乘樞紐站, 提高運輸效率。事實上, 也只有逐步形成以軌道交通系統為骨干, 傳統交通方式為輔助的綜合交通網絡, 大城市的交通問題才能得到根本解決。
參考文獻
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論文摘要:工程項目安全管理是順利實現工程建設質量、進度、造價三大價值目標的基本保障,遵守并執行安全生產法律是工程建設企業必須履行的法定義務,更是依法進行工程項目管理、防范安全生產法律風險、避免價值縮水的有效手段。如何在工程進程不同階段從法律風險識別、法律策劃、法律控制及法律風險化解等方面,做好防控措施,是其中的關鍵所在。
工程項目安全法律責任來源于法律法規及工程建設合同。控制事故隱患是項目安全管理的最終目的,系統危險的辨別預測、分析評價都是危險控制技術。以工程技術措施和管理措施為主,加強有關的安全檢查和技術方案審核工作,通過利用危險控制技術,做到預知危險、杜絕危險,把安全事故及法律風險發生降到最低。
1三全原則防范工程安全事故責任
三控制原理借鑒于美國管理學全面質量管理(TQC)的思想,對于安全管理同樣適用
1.1全面安全控制
要求做到:縱向組織管理角度,安全目標的實現,有賴于項目組織的上層、中層、低層乃至一線員工的通力協作,尤以高層管理能否全力支持和參與,起著決定作用。高層側重安全決策,制定安全方針、政策、目標和計劃,并統一組織協調各部門、各環節、各類人員的安全控制活動,中層要落實領導層的安全決策,運用一定的方法找到各部門的關鍵、薄弱環節或必須解決的重要事項,確定出本部門的目標和對策,更好的執行本部門的安全控制職能,基層則要求每個員工都要嚴格按標準、按規范進行施工和生產,相互分工合作,互相支持協助,開展群眾合理化建議和安全管理小組活動,建立健全項目的全面安全控制體系。橫向項目各部門職能間的配合角度,要保證安全目標的實現,必須使項目組織的所有安全控制活動構成一個有效整體。廣義上,橫向配合協調還包括業主、勘察設計、施工及分包、監理材料設備供應方之間,各相關方應都制定安全控制的方案并互相支持。
1.2全過程安全控制
建設工程的完成要經歷一定的周期。安全控制應從源頭開始,貫穿始終,進行全過程控制。為保證安全目標的實現,必須把影響安全的所有環節和因素都控制起來,主要有項目策劃與決策過程、勘察設計過程、施工采購過程、施工組織與準備過程、檢測設備控制與計量過程、施工生產的檢驗試驗過程、安全目標的評定過程、工程竣工驗收與交付工程及工程回訪維修過程。全過程控制要強調預防為主、不斷改進思想,將安全管理重點從“事后把關”轉移到“事前預防”上來;還要強調為顧客服務思想,在項目組織內要樹立“下道工序是顧客”、“努力為下道工序服務”的思想,使全過程安全控制一環扣一環,貫穿整個項目過程。
1.3全員參與安全控制
全員參與安全控制是工程項目各方面、各部門、各環節安全工作的綜合反映。其中任何一環節、任何一個人的安全工作質量都會不同程度的直接或間接影響工程項目的整個安全目標。全員參與安全控制要求必須抓好全員的安全教育與培訓,要制定各部門、各級各類人員的安全責任制,明確任務和職權,各司其職,密切配合,以形成一個高效、協調、嚴密的安全管理工作系統,要開展多種形式的群眾性安全管理活動,充分發揮廣大職工的聰明才智和當家作主的進取精神,采用多種形式激發全員參與安全控制工作的積極性。
2綜合控制原則防范工程安全事故責任
2.1法律手段
市場經濟條件下,國家主要通過法律手段來規范建筑建設市場的安全,盡可能的減少直接行政干預。安全生產法律法規是國家以強制力保證實施的行為規范,安全標準,以保障職工在生產過程中的安全和健康。企業應當以國家法律法規標準為基準,細化制定出符合本企業實際的安全生產管理制度、具體操作規程和管理流程,尤其是各類強制性技術標準應當等于或高于國家標準。依法治企是市場經濟條件下企業的必修課。實踐證明,絕大多數安全事故是由于不守法而造成的,所以依法生產、依規范操作是減少或消除安全事故的根本保障。
2.2經濟手段
經濟手段通過建設市場內在的經濟聯系,調整各安全主體之間的利益,從而保證安全管理的經濟基礎。經濟手段是各類安全生產責任主體通過各類保險和擔保來維護自身利益,同時國家通過經濟杠桿使質量好、信譽高的企業得到經濟利益,這是市場機制發揮基礎作用的手段。工傷保險、建筑意外傷害保險、建筑工程一切險、經濟懲罰制度、提取安全費用和提取風險抵押金等經濟手段,是在建設建筑業中普遍使用的經濟手段各種經濟手段通過經濟刺激方式促進企業安全管理系統的改善,促進企業安全業績的提高。
2.3科技手段
安全管理需要安全科技的推動,安全科技的使用可以幫助人們帶來更低廉的成本和更有效的安全防護。要實現安全生產,必須依靠科技進步,大力發展安全科技技術,以改造傳統工程建設建筑業的生產過程,從設計、施工、技術裝備、勞動保護用品等方面保障安全生產,從本質上為促進企業安全管理水平的提高提供技術手段支持,最終提高安全管理水平和管理效率。在安全技術問題上,除國家增大投入外,企業也應在可能的前提下,增加科技研發的人力、物力、財力的投人,如果研發成功,對企業、對國家、對社會都是貢獻,也能為企業帶來一定的經濟效益,應當引起重視。
2.4文化手段
企業應當重視安全文化建設:安全文化手段是企業進行安全管理的內在的驅動力,是企業通過對多年工程實踐中的成功管理經驗和失敗管理教訓的總結,從而對安全生產管理指導思想問題進行的理性概括。安全文化建設是企業滿足法律、道義、社會責任的基本前提,也是與國際勞工大會倡導的預防性國家安全與健康文化接軌、增強國際競爭力的必經程序。
2.5行政手段
企業行政手段在安全管理控制方面也是不可或缺的手段,是配合企業安全生產責任制得到有效落實的重要保障。實踐證明,將安全工作績效作為考核員工的重要指標,并與其職務的升降合理掛鉤,一般是能夠激發員工安全責任意識和工作積極性的,對于企業的安全管理工作會起到良好的促進作用。
3資質控制防范工程安全事故責任
實踐證明,無資質或超越資質等級承包工程,是造成安全生產事故的主要原因,必須嚴把資質審查關。包括兩方面,其一是專業承包資質,其二是安全資質。要堅決杜絕不符合資質條件的單位參與工程建設,杜絕掛靠等多種形式規避國家資質管理的違法行為。
4建立體系防范工程安全事故責任
影響工程項目安全的因素主要是施工中人的不安全行為、物的不安全狀態作業環境的不安全因素和管理缺陷,必須針對這些危險因素的影響,建立完善的安全控制體系,形成組織系統、責任系統、要素系統、制度系統。遵循科學的安全控制程序,按照確定安全目標——編制安全技術措施計劃——落實安全技術措施計劃(包括安全生產責任制、保證體系、管理要點、培訓、技術措施、技術要求、安全檢查、傷亡事故應急處理等)——安全技術措施的驗證糾偏——持續改進——完成工程的程序,形成具有安全控制和管理功能的有機整體。
5技術措施防范工程安全事故責任
科學技術是第一生產力,要時刻關注施工技術的最新發展成果,將成熟的安全技術工藝應用到工程實踐之中,最大限度保障避免或減少安全事故的發生。
6安全教育防范工程安全事故責任
安全教育能提高人的安全意識,增強人的安全自覺性和安全技術知識,防止或避免人的不安全行為,減少工作失誤。建立健全安全生產教育培訓制度,加強對職工安全生產的教育培訓,通過安全思想教育,使生產人員具有良好的自我保護意識,防范風險于未然;通過安全技術教育,使生產人員掌握安全生產知識,熟悉安全生產技術和安全操作規程;通過安全法制教育,使生產人員了解法律責任,自覺遵守各項安全生產法律法規和規章制度。把安全知識、安全技能、設備性能、操作規程、安全法規等作為安全教育培訓的主要內容,建立經常性的安全教育培訓考核制度。
7技術交底防范工程安全事故責任
工程項目開工前,項目部的技術負責人必須將工程概況、施工方法、工藝、程序及安全技術措施等向承擔施工作業任務作業隊負責人、工長、班組長等相關人員進行交底;結構復雜的分部分項工程施工前,應有針對性的進行全面、詳細的安全技術交底,參與各方均應保存雙方簽字確認的安全技術交底記錄。
8安全檢查防范工程安全事故責任
安全檢查的目的是及時發現、處理、消除不安全因素,提高安全控制水平。包括定期、突擊、特殊檢查。定期檢查是已列入安全管理活動計劃,有計劃、有目的、有準備的檢查;突擊檢查是無固定檢查周期,對特殊部門、特殊設備進行的安全檢查;特殊檢查指對預料中可能會帶來新的危險因素的新安裝設備、新采用的工藝、新完成的項目,在投入使用前,以“發現”危險因素為專題的安全檢查。安全檢查的主要內容包括:安全生產責任制、安全生產計劃、安全保證措施、安全教育、安全設施、安全標識、操作行為、違規管理、安全記錄等。
9證據保全防范工程安全事故責任
安全管理工作應與信息管理工作密切配合,利用IT部門研發的工程項目管理軟件,對工程安全進行現代化的管理,保全安全數據信息,保留有關安全管理過程中形成的一切書面資料證據,并制作備份,保留原件。這些工作在發生事故時認定相關人員是否履行了法定職責,是否承擔事故責任將起到重要的證明作用。
關鍵詞:小凈距隧道;超前加固;中夾巖;合理凈距
關鍵詞:小凈距隧道;超前加固;中夾巖;合理凈距
Abstract: the small interval is different from multiple-arch tunnel and separate tunnel a special kind of tunnel structure form, derived from the engineering practice of a new form of the structure, especially for short tunnel. Research shows that, for the two tunnels spacing of smaller small interval tunnel, containing the stress of the wall rock, deformation is harmful, is the design, construction and monitoring of the key parts of the measurement. So, in the stability of rock wall with small interval tunnel construction is the key to success. Small interval tunnel of merits of the route, roadbed less influence, and the cost is low, but the construction method and basis in strengthening technology is still in the development stage. The article from some typical double hole small interval tunnel construction of ring-spuntechnique, summarizes the small interval tunnel design and construction experience in all aspects, including reasonable interval choice, advance, excavation method, supporting the clip rock reinforcement, etc. At the same time for small interval tunnel in the construction of several important has made quite comprehensive experience, and puts forward some Suggestions.
Abstract: the small interval is different from multiple-arch tunnel and separate tunnel a special kind of tunnel structure form, derived from the engineering practice of a new form of the structure, especially for short tunnel. Research shows that, for the two tunnels spacing of smaller small interval tunnel, containing the stress of the wall rock, deformation is harmful, is the design, construction and monitoring of the key parts of the measurement. So, in the stability of rock wall with small interval tunnel construction is the key to success. Small interval tunnel of merits of the route, roadbed less influence, and the cost is low, but the construction method and basis in strengthening technology is still in the development stage. The article from some typical double hole small interval tunnel construction of ring-spuntechnique, summarizes the small interval tunnel design and construction experience in all aspects, including reasonable interval choice, advance, excavation method, supporting the clip rock reinforcement, etc. At the same time for small interval tunnel in the construction of several important has made quite comprehensive experience, and puts forward some Suggestions.
Keywords: small interval tunnel; Advanced reinforcement; Containing rock; Reasonable interval
Keywords: small interval tunnel; Advanced reinforcement; Containing rock; Reasonable interval
中圖分類號:U455文獻標識碼:A 文章編號:
中圖分類號:U455文獻標識碼:A 文章編號:
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0引言[1、2]
0引言[1、2]
在日本及歐美等隧道修建技術比較發達的國家,從20世紀70年代就開始了小凈距隧道的相關研究。由于小凈距隧道結構特殊、設計施工技術復雜,所以一直是各國隧道工程領域的重點研究對象。
在日本及歐美等隧道修建技術比較發達的國家,從20世紀70年代就開始了小凈距隧道的相關研究。由于小凈距隧道結構特殊、設計施工技術復雜,所以一直是各國隧道工程領域的重點研究對象。
在我國,小凈距隧道尚為新型隧道結構型式,出現的歷史不久。鐵路隧道采用這種結構形式較早,己建成的小凈距鐵路隧道如內昆線青山隧道[3、4]、湘黔鐵路婁底至懷化段復線新坪渠隧道、新坪口隧道、新柳潭隧道,寶成復線須家河隧道[5]等。深圳、北京等地鐵的修建中,均出現了近距離施工和交叉重疊隧道的情形。研究主要集中在爆破控制和開挖監控量測和數值模擬計算等方面。
在我國,小凈距隧道尚為新型隧道結構型式,出現的歷史不久。鐵路隧道采用這種結構形式較早,己建成的小凈距鐵路隧道如內昆線青山隧道[3、4]、湘黔鐵路婁底至懷化段復線新坪渠隧道、新坪口隧道、新柳潭隧道,寶成復線須家河隧道[5]等。深圳、北京等地鐵的修建中,均出現了近距離施工和交叉重疊隧道的情形。研究主要集中在爆破控制和開挖監控量測和數值模擬計算等方面。
伴隨著各種高等級公路建設的迅猛發展,山區或者沿河高速公路選線時上、下行隧道往往受地形的限制,使得兩相鄰隧道的最小凈距不能滿足設計規范的要求。由于連拱隧道的工程造價高、施工難度比較大、施工周期長,大大超過普通的雙線雙洞隧道,這樣就迫使人們去設計一個另外更能符合實際情況的隧道形式,這就是小凈距隧道。小凈距隧道雙洞的中夾巖柱寬度介于連拱隧道和雙線隧道之間,一般小于1.5倍隧道的開挖斷面的寬度(B)。
伴隨著各種高等級公路建設的迅猛發展,山區或者沿河高速公路選線時上、下行隧道往往受地形的限制,使得兩相鄰隧道的最小凈距不能滿足設計規范的要求。由于連拱隧道的工程造價高、施工難度比較大、施工周期長,大大超過普通的雙線雙洞隧道,這樣就迫使人們去設計一個另外更能符合實際情況的隧道形式,這就是小凈距隧道。小凈距隧道雙洞的中夾巖柱寬度介于連拱隧道和雙線隧道之間,一般小于1.5倍隧道的開挖斷面的寬度(B)。
1小凈距隧道的合理凈距
1小凈距隧道的合理凈距
雖然隧道設計規范對各類圍巖級別的最小凈距做了規定,但隧道設計往往受地形和公路線形的限制,不同圍巖地質條件、施工方法和施工工序等都要考慮不同的凈距。實際工程中,小凈距隧道的凈距往往小于規范中所限定的最小凈距,并取得了成功。所以,對中間凈距的最小可能值與合理間距的研究成為目前討論的熱點。綜合研究考慮小凈距隧道的經濟性、中夾巖的力學穩定等相關因素,對凈距在4~8m范圍的小凈距隧道開展可行性研究是很有實際意義的;同時對受地形條件限制較大的隧道,通過數值模擬分析與合理施工安排,將凈距控制在2m左右也是很有應用前景。
雖然隧道設計規范對各類圍巖級別的最小凈距做了規定,但隧道設計往往受地形和公路線形的限制,不同圍巖地質條件、施工方法和施工工序等都要考慮不同的凈距。實際工程中,小凈距隧道的凈距往往小于規范中所限定的最小凈距,并取得了成功。所以,對中間凈距的最小可能值與合理間距的研究成為目前討論的熱點。綜合研究考慮小凈距隧道的經濟性、中夾巖的力學穩定等相關因素,對凈距在4~8m范圍的小凈距隧道開展可行性研究是很有實際意義的;同時對受地形條件限制較大的隧道,通過數值模擬分析與合理施工安排,將凈距控制在2m左右也是很有應用前景。
中間巖柱的穩定情況是衡量小凈距隧道凈距取舍是否合理的主要指標,除了在施工階段要對中間巖進行加固外,凈距的取舍要充分考慮中間巖柱的穩定性。通過多種實驗證明,施工方法和埋深對中間巖柱穩定性的影響是次要的,圍巖級別一旦確定,凈距就成為了影響中間巖柱穩定的主要因素。一旦凈距的取值小于合理值,中間巖柱就會破壞,雙洞就會形成聯合落拱,給工程帶來嚴重的損失。所以在選擇凈距大小時應慎重,對于Ⅰ、Ⅱ級圍巖,比較合理的凈距應在0.2B~0.35B之間,對于Ⅲ級圍巖凈距大于0.25B時雙洞就能自穩了,對于Ⅳ級圍巖,凈距應在0.35B~0.45B范圍之間,對于Ⅴ級圍巖,小凈距選取的合理范圍應在0.75B左右。
中間巖柱的穩定情況是衡量小凈距隧道凈距取舍是否合理的主要指標,除了在施工階段要對中間巖進行加固外,凈距的取舍要充分考慮中間巖柱的穩定性。通過多種實驗證明,施工方法和埋深對中間巖柱穩定性的影響是次要的,圍巖級別一旦確定,凈距就成為了影響中間巖柱穩定的主要因素。一旦凈距的取值小于合理值,中間巖柱就會破壞,雙洞就會形成聯合落拱,給工程帶來嚴重的損失。所以在選擇凈距大小時應慎重,對于Ⅰ、Ⅱ級圍巖,比較合理的凈距應在0.2B~0.35B之間,對于Ⅲ級圍巖凈距大于0.25B時雙洞就能自穩了,對于Ⅳ級圍巖,凈距應在0.35B~0.45B范圍之間,對于Ⅴ級圍巖,小凈距選取的合理范圍應在0.75B左右。
2超前支護
2超前支護
由于小凈距隧道的凈距較小,施工難度較大,為了保證施工安全,在開挖前的超前支護及加固顯得非常重要,特別是在圍巖巖性比較差的時候,這種超前支護措施顯得格外重要。注漿預加固是超前支護的主要措施,其方法主要有:
由于小凈距隧道的凈距較小,施工難度較大,為了保證施工安全,在開挖前的超前支護及加固顯得非常重要,特別是在圍巖巖性比較差的時候,這種超前支護措施顯得格外重要。注漿預加固是超前支護的主要措施,其方法主要有:
(1)小導管注漿,主要適用于掌子面能夠短時間穩定或者圍巖穩定性能很差、地下水較少的地層;
(1)小導管注漿,主要適用于掌子面能夠短時間穩定或者圍巖穩定性能很差、地下水較少的地層;
(2)大管棚注漿,由于這是種長距離的支護措施,主要適用掌子面不能自穩,而且含水的地層,常與剛架共同組成預支護體系;
(2)大管棚注漿,由于這是種長距離的支護措施,主要適用掌子面不能自穩,而且含水的地層,常與剛架共同組成預支護體系;
(3)大管棚注漿加小導管補充注漿,除具有(2)的特點外,還能夠防止管棚下方三角形土體的塌落;
(3)大管棚注漿加小導管補充注漿,除具有(2)的特點外,還能夠防止管棚下方三角形土體的塌落;
(4)水平旋噴樁預支護和水平旋噴樁加小導管補充注漿;
(4)水平旋噴樁預支護和水平旋噴樁加小導管補充注漿;
在選用超前支護方法時不但要考慮各種超前支護的使用范圍和特點,還要考慮超前支護參數問題。
在選用超前支護方法時不但要考慮各種超前支護的使用范圍和特點,還要考慮超前支護參數問題。
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3開挖方法
3開挖方法
《規范》中建議對于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級圍巖選用超前導坑預留光面層的開挖方法,Ⅳ級圍巖選用側壁導坑法或臺階法施工,Ⅴ、Ⅵ級圍巖選用單側壁或雙側壁導坑法施工,同時兩主洞掌子面建議保持在1~2倍洞徑的距離。
《規范》中建議對于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級圍巖選用超前導坑預留光面層的開挖方法,Ⅳ級圍巖選用側壁導坑法或臺階法施工,Ⅴ、Ⅵ級圍巖選用單側壁或雙側壁導坑法施工,同時兩主洞掌子面建議保持在1~2倍洞徑的距離。
從工程安全性方面講,《規范》中建議的開挖方法有其合理性,而工程實際中還可根據工程具體情況進行變化。從京福高速公路小凈距隧道開挖方法和其它工程實例情況看,在Ⅴ級圍巖中選用側壁導坑法開挖的隧道數量還不到一半,而大部分隧道選用了上下臺階開挖方法,在Ⅳ級圍巖隧道開挖時幾乎都選用了上下臺階法,在Ⅲ級圍巖隧道開挖時全斷面法開挖與上下臺階法開挖各占了很大比例,而只有個別隧道選用了下導坑超前預留光面層開挖方法。由此可見,在小凈距隧道施工方法選擇上,上下臺階法仍然是首選的,這主要是因為側壁導坑施工工序繁瑣,且施工空間狹小、在撤換支護結構時施工比較困難的原因所致。而選用臺階法開挖時,如果圍巖自穩能力不好時,也可以變為上部弧形導坑留核心土法加以應對。在實際工程中,即使選用側壁導坑法,筆者認為其斷面也應做些調整,不宜使用弧形斷面,而以直墻拱形代之會使施工空間更為寬敞,而且這種斷面形式的側壁導坑還可用作運輸通道。如果在主洞開挖之前已經采用了長管棚和地表注漿等輔助工法對地層進行了加固,對施工安全又起到了很好的保障,此時開挖方法選用上下臺階法更為合理,不但可以減少開挖工序,減少開挖對圍巖的擾動次數,而且開挖作業空間大,施工難度低,易于施工組織。
從工程安全性方面講,《規范》中建議的開挖方法有其合理性,而工程實際中還可根據工程具體情況進行變化。從京福高速公路小凈距隧道開挖方法和其它工程實例情況看,在Ⅴ級圍巖中選用側壁導坑法開挖的隧道數量還不到一半,而大部分隧道選用了上下臺階開挖方法,在Ⅳ級圍巖隧道開挖時幾乎都選用了上下臺階法,在Ⅲ級圍巖隧道開挖時全斷面法開挖與上下臺階法開挖各占了很大比例,而只有個別隧道選用了下導坑超前預留光面層開挖方法。由此可見,在小凈距隧道施工方法選擇上,上下臺階法仍然是首選的,這主要是因為側壁導坑施工工序繁瑣,且施工空間狹小、在撤換支護結構時施工比較困難的原因所致。而選用臺階法開挖時,如果圍巖自穩能力不好時,也可以變為上部弧形導坑留核心土法加以應對。在實際工程中,即使選用側壁導坑法,筆者認為其斷面也應做些調整,不宜使用弧形斷面,而以直墻拱形代之會使施工空間更為寬敞,而且這種斷面形式的側壁導坑還可用作運輸通道。如果在主洞開挖之前已經采用了長管棚和地表注漿等輔助工法對地層進行了加固,對施工安全又起到了很好的保障,此時開挖方法選用上下臺階法更為合理,不但可以減少開挖工序,減少開挖對圍巖的擾動次數,而且開挖作業空間大,施工難度低,易于施工組織。
4中夾巖的加固處理
4中夾巖的加固處理
小凈距隧道中夾巖的厚度一般小于1.5倍洞寬,遠小于普通分離式雙洞的中夾巖厚度,施工中該處必會出現二次應力場疊加,從而出現應力集中,所以對中夾巖的加固處理變得尤為重要。中夾巖的加固原理就是使中夾巖處于三向受壓狀態,從而達到改善巖體的受力狀態,提高圍巖的承載力。
小凈距隧道中夾巖的厚度一般小于1.5倍洞寬,遠小于普通分離式雙洞的中夾巖厚度,施工中該處必會出現二次應力場疊加,從而出現應力集中,所以對中夾巖的加固處理變得尤為重要。中夾巖的加固原理就是使中夾巖處于三向受壓狀態,從而達到改善巖體的受力狀態,提高圍巖的承載力。
中巖柱所處的部位和其受力特點決定了中巖柱加固是小凈距隧道設計和施工的關鍵,在施工過程中,中巖柱加固技術和加固時機選擇是否合理,都直接影響小凈距隧道施工的安全。
中巖柱所處的部位和其受力特點決定了中巖柱加固是小凈距隧道設計和施工的關鍵,在施工過程中,中巖柱加固技術和加固時機選擇是否合理,都直接影響小凈距隧道施工的安全。
從中巖柱力學分析情況來看,對于Ⅳ、Ⅴ級圍巖,中巖柱未加固前都會產生蝶形塑性區,而且隨著圍巖按Ⅳ、Ⅴ級的變化,蝶形塑性區由小到大甚至貫通,及時加固處理后,塑性區明顯變小甚至消失。對于Ⅲ級圍巖的力學分析表明,即使采用全斷面法開挖,一般也不出現塑性區,但安全系數只略高于臨界安全系數,因此也應對其進行加固處理,對于Ⅱ級圍巖,如果中巖柱厚度達4 m上,則不需對中巖柱采取特殊的加固措施,依然可保證施工安全。
從中巖柱力學分析情況來看,對于Ⅳ、Ⅴ級圍巖,中巖柱未加固前都會產生蝶形塑性區,而且隨著圍巖按Ⅳ、Ⅴ級的變化,蝶形塑性區由小到大甚至貫通,及時加固處理后,塑性區明顯變小甚至消失。對于Ⅲ級圍巖的力學分析表明,即使采用全斷面法開挖,一般也不出現塑性區,但安全系數只略高于臨界安全系數,因此也應對其進行加固處理,對于Ⅱ級圍巖,如果中巖柱厚度達4 m上,則不需對中巖柱采取特殊的加固措施,依然可保證施工安全。
以上情況表明,對于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖,在施工過程中必須和所采用的開挖方式相配合,選擇合理的加固時機和加固方式對中巖柱進行加固處理,才能確保施工的安全。
以上情況表明,對于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖,在施工過程中必須和所采用的開挖方式相配合,選擇合理的加固時機和加固方式對中巖柱進行加固處理,才能確保施工的安全。
目前,對中巖柱的加固,人們提出了多種加固技術,如預注漿加固技術、系統錨桿加固技術、水平預應力對拉錨桿加固技術等。同時,中巖柱同其它部位圍巖一樣采取噴、錨、網、架設鋼支撐等初期支護措施。
目前,對中巖柱的加固,人們提出了多種加固技術,如預注漿加固技術、系統錨桿加固技術、水平預應力對拉錨桿加固技術等。同時,中巖柱同其它部位圍巖一樣采取噴、錨、網、架設鋼支撐等初期支護措施。
以上幾種方法應視圍巖狀況進行合理選擇,如對于Ⅳ、Ⅴ級圍巖來講,可采取注漿或系統錨桿和水平預應力對拉錨桿的方法對中巖柱進行加固,而注漿和系統錨桿不宜同時使用。對于Ⅱ、Ⅲ級圍巖來講,通常只選用水平預應力對拉錨桿對支護參數略加調整即可。
以上幾種方法應視圍巖狀況進行合理選擇,如對于Ⅳ、Ⅴ級圍巖來講,可采取注漿或系統錨桿和水平預應力對拉錨桿的方法對中巖柱進行加固,而注漿和系統錨桿不宜同時使用。對于Ⅱ、Ⅲ級圍巖來講,通常只選用水平預應力對拉錨桿對支護參數略加調整即可。
5結語
5結語
由于小凈距隧道的建設還處于不是很成熟的階段,所以在設計和施工中常常出現問題,通過對已建和正在建的小凈距隧道的設計、施工的總結粗略地提出以下建議:
由于小凈距隧道的建設還處于不是很成熟的階段,所以在設計和施工中常常出現問題,通過對已建和正在建的小凈距隧道的設計、施工的總結粗略地提出以下建議:
(1)在施工中盡量減少對中夾巖的擾動,并采取充分合理的加固措施保證小凈距隧道的穩定和支護結構安全;
(1)在施工中盡量減少對中夾巖的擾動,并采取充分合理的加固措施保證小凈距隧道的穩定和支護結構安全;
(2)在Ⅳ、Ⅴ級圍巖條件下隧道的凈距不能過小,分析表明:凈距在3m時中夾巖受力情況要比4m危險得多,相應的圍巖加固也變得艱難,所以對凈距的取值一般不能小于4 m;
(2)在Ⅳ、Ⅴ級圍巖條件下隧道的凈距不能過小,分析表明:凈距在3m時中夾巖受力情況要比4m危險得多,相應的圍巖加固也變得艱難,所以對凈距的取值一般不能小于4 m;
(3)不同巖性的圍巖在同一開挖方式下其變形規律是基本上相同的,但在量值上存在較大的差異。所以在對同一隧道的開挖中,針對不同的圍巖級別應當選取與之相應的開挖方法和支護方法,這樣可以降低圍巖產生過大的變形。在圍巖較好處采用光面爆破的方式,在圍巖較差處采用人工、風鎬的開挖方式;
(3)不同巖性的圍巖在同一開挖方式下其變形規律是基本上相同的,但在量值上存在較大的差異。所以在對同一隧道的開挖中,針對不同的圍巖級別應當選取與之相應的開挖方法和支護方法,這樣可以降低圍巖產生過大的變形。在圍巖較好處采用光面爆破的方式,在圍巖較差處采用人工、風鎬的開挖方式;
(4)對于Ⅴ、Ⅳ級圍巖,施工中應嚴格控制每循環的開挖進尺, 在相同的開挖方法下, Ⅴ級圍巖每循環進尺控制在0.8~1.0 m,Ⅳ級圍巖每循環進尺控制在1.0~1.5 m,另外,超前開挖的洞室其超前距離建議保持在1~2倍洞徑。
(4)對于Ⅴ、Ⅳ級圍巖,施工中應嚴格控制每循環的開挖進尺, 在相同的開挖方法下, Ⅴ級圍巖每循環進尺控制在0.8~1.0 m,Ⅳ級圍巖每循環進尺控制在1.0~1.5 m,另外,超前開挖的洞室其超前距離建議保持在1~2倍洞徑。
總之,在小凈距隧道的施工過程中應堅持的原則應是:①采用動態的設計方案;②采用符合實際圍巖級別的施工方式;③做到及時支護,采用合理的支護方法;④要做到勤量測,及時反饋現場情況以便有針對性地做出合理、及時的調整。
總之,在小凈距隧道的施工過程中應堅持的原則應是:①采用動態的設計方案;②采用符合實際圍巖級別的施工方式;③做到及時支護,采用合理的支護方法;④要做到勤量測,及時反饋現場情況以便有針對性地做出合理、及時的調整。
參考文獻:
參考文獻:
[1] 王景春,殷杰.相鄰隧道中心距的研究[J].石家莊鐵道學院學報,1995,8(2):5557.
[1] 王景春,殷杰.相鄰隧道中心距的研究[J].石家莊鐵道學院學報,1995,8(2):5557.
[2] 陳衛軍等.近距離交疊隧道研究現狀及評析[J].鐵道建筑技術,2002,6(2):4246.
[2] 陳衛軍等.近距離交疊隧道研究現狀及評析[J].鐵道建筑技術,2002,6(2):4246.
[3] 劉洪偉.三線“Y”字型喇叭口隧道施工方法及轉換研究[J].西部探礦工程,2001,8(1):1518.
[3] 劉洪偉.三線“Y”字型喇叭口隧道施工方法及轉換研究[J].西部探礦工程,2001,8(1):1518.
[4] 劉洪偉,李建業.交叉口段相鄰隧道施工方法及穩定性分析[C].土木工程學會隧道與地下工程分會第十一界年會論文集,2000.
[4] 劉洪偉,李建業.交叉口段相鄰隧道施工方法及穩定性分析[C].土木工程學會隧道與地下工程分會第十一界年會論文集,2000.
[5] 劉洪偉.“2+1”近距車站隧道施工技術[J].巖土工程界,2000,4(9):107109.
[5] 劉洪偉.“2+1”近距車站隧道施工技術[J].巖土工程界,2000,4(9):107109.
作者簡介: 張俊鵬,男,1983年3月24日生。2009年1月畢業于遼寧工程技術大學,助理工程師職稱。
作者簡介: 張俊鵬,男,1983年3月24日生。2009年1月畢業于遼寧工程技術大學,助理工程師職稱。
姚媛,女,1983年11月9日生。2007年7月畢業于沈陽大學,大學本科學歷,所學專業:房屋建筑學,助理工程師職稱。
姚媛,女,1983年11月9日生。2007年7月畢業于沈陽大學,大學本科學歷,所學專業:房屋建筑學,助理工程師職稱。
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3開挖方法
3開挖方法
《規范》中建議對于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級圍巖選用超前導坑預留光面層的開挖方法,Ⅳ級圍巖選用側壁導坑法或臺階法施工,Ⅴ、Ⅵ級圍巖選用單側壁或雙側壁導坑法施工,同時兩主洞掌子面建議保持在1~2倍洞徑的距離。
《規范》中建議對于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級圍巖選用超前導坑預留光面層的開挖方法,Ⅳ級圍巖選用側壁導坑法或臺階法施工,Ⅴ、Ⅵ級圍巖選用單側壁或雙側壁導坑法施工,同時兩主洞掌子面建議保持在1~2倍洞徑的距離。
從工程安全性方面講,《規范》中建議的開挖方法有其合理性,而工程實際中還可根據工程具體情況進行變化。從京福高速公路小凈距隧道開挖方法和其它工程實例情況看,在Ⅴ級圍巖中選用側壁導坑法開挖的隧道數量還不到一半,而大部分隧道選用了上下臺階開挖方法,在Ⅳ級圍巖隧道開挖時幾乎都選用了上下臺階法,在Ⅲ級圍巖隧道開挖時全斷面法開挖與上下臺階法開挖各占了很大比例,而只有個別隧道選用了下導坑超前預留光面層開挖方法。由此可見,在小凈距隧道施工方法選擇上,上下臺階法仍然是首選的,這主要是因為側壁導坑施工工序繁瑣,且施工空間狹小、在撤換支護結構時施工比較困難的原因所致。而選用臺階法開挖時,如果圍巖自穩能力不好時,也可以變為上部弧形導坑留核心土法加以應對。在實際工程中,即使選用側壁導坑法,筆者認為其斷面也應做些調整,不宜使用弧形斷面,而以直墻拱形代之會使施工空間更為寬敞,而且這種斷面形式的側壁導坑還可用作運輸通道。如果在主洞開挖之前已經采用了長管棚和地表注漿等輔助工法對地層進行了加固,對施工安全又起到了很好的保障,此時開挖方法選用上下臺階法更為合理,不但可以減少開挖工序,減少開挖對圍巖的擾動次數,而且開挖作業空間大,施工難度低,易于施工組織。
從工程安全性方面講,《規范》中建議的開挖方法有其合理性,而工程實際中還可根據工程具體情況進行變化。從京福高速公路小凈距隧道開挖方法和其它工程實例情況看,在Ⅴ級圍巖中選用側壁導坑法開挖的隧道數量還不到一半,而大部分隧道選用了上下臺階開挖方法,在Ⅳ級圍巖隧道開挖時幾乎都選用了上下臺階法,在Ⅲ級圍巖隧道開挖時全斷面法開挖與上下臺階法開挖各占了很大比例,而只有個別隧道選用了下導坑超前預留光面層開挖方法。由此可見,在小凈距隧道施工方法選擇上,上下臺階法仍然是首選的,這主要是因為側壁導坑施工工序繁瑣,且施工空間狹小、在撤換支護結構時施工比較困難的原因所致。而選用臺階法開挖時,如果圍巖自穩能力不好時,也可以變為上部弧形導坑留核心土法加以應對。在實際工程中,即使選用側壁導坑法,筆者認為其斷面也應做些調整,不宜使用弧形斷面,而以直墻拱形代之會使施工空間更為寬敞,而且這種斷面形式的側壁導坑還可用作運輸通道。如果在主洞開挖之前已經采用了長管棚和地表注漿等輔助工法對地層進行了加固,對施工安全又起到了很好的保障,此時開挖方法選用上下臺階法更為合理,不但可以減少開挖工序,減少開挖對圍巖的擾動次數,而且開挖作業空間大,施工難度低,易于施工組織。
4中夾巖的加固處理
4中夾巖的加固處理
小凈距隧道中夾巖的厚度一般小于1.5倍洞寬,遠小于普通分離式雙洞的中夾巖厚度,施工中該處必會出現二次應力場疊加,從而出現應力集中,所以對中夾巖的加固處理變得尤為重要。中夾巖的加固原理就是使中夾巖處于三向受壓狀態,從而達到改善巖體的受力狀態,提高圍巖的承載力。
小凈距隧道中夾巖的厚度一般小于1.5倍洞寬,遠小于普通分離式雙洞的中夾巖厚度,施工中該處必會出現二次應力場疊加,從而出現應力集中,所以對中夾巖的加固處理變得尤為重要。中夾巖的加固原理就是使中夾巖處于三向受壓狀態,從而達到改善巖體的受力狀態,提高圍巖的承載力。
中巖柱所處的部位和其受力特點決定了中巖柱加固是小凈距隧道設計和施工的關鍵,在施工過程中,中巖柱加固技術和加固時機選擇是否合理,都直接影響小凈距隧道施工的安全。
中巖柱所處的部位和其受力特點決定了中巖柱加固是小凈距隧道設計和施工的關鍵,在施工過程中,中巖柱加固技術和加固時機選擇是否合理,都直接影響小凈距隧道施工的安全。
從中巖柱力學分析情況來看,對于Ⅳ、Ⅴ級圍巖,中巖柱未加固前都會產生蝶形塑性區,而且隨著圍巖按Ⅳ、Ⅴ級的變化,蝶形塑性區由小到大甚至貫通,及時加固處理后,塑性區明顯變小甚至消失。對于Ⅲ級圍巖的力學分析表明,即使采用全斷面法開挖,一般也不出現塑性區,但安全系數只略高于臨界安全系數,因此也應對其進行加固處理,對于Ⅱ級圍巖,如果中巖柱厚度達4 m上,則不需對中巖柱采取特殊的加固措施,依然可保證施工安全。
從中巖柱力學分析情況來看,對于Ⅳ、Ⅴ級圍巖,中巖柱未加固前都會產生蝶形塑性區,而且隨著圍巖按Ⅳ、Ⅴ級的變化,蝶形塑性區由小到大甚至貫通,及時加固處理后,塑性區明顯變小甚至消失。對于Ⅲ級圍巖的力學分析表明,即使采用全斷面法開挖,一般也不出現塑性區,但安全系數只略高于臨界安全系數,因此也應對其進行加固處理,對于Ⅱ級圍巖,如果中巖柱厚度達4 m上,則不需對中巖柱采取特殊的加固措施,依然可保證施工安全。
以上情況表明,對于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖,在施工過程中必須和所采用的開挖方式相配合,選擇合理的加固時機和加固方式對中巖柱進行加固處理,才能確保施工的安全。
以上情況表明,對于Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖,在施工過程中必須和所采用的開挖方式相配合,選擇合理的加固時機和加固方式對中巖柱進行加固處理,才能確保施工的安全。
目前,對中巖柱的加固,人們提出了多種加固技術,如預注漿加固技術、系統錨桿加固技術、水平預應力對拉錨桿加固技術等。同時,中巖柱同其它部位圍巖一樣采取噴、錨、網、架設鋼支撐等初期支護措施。
目前,對中巖柱的加固,人們提出了多種加固技術,如預注漿加固技術、系統錨桿加固技術、水平預應力對拉錨桿加固技術等。同時,中巖柱同其它部位圍巖一樣采取噴、錨、網、架設鋼支撐等初期支護措施。
以上幾種方法應視圍巖狀況進行合理選擇,如對于Ⅳ、Ⅴ級圍巖來講,可采取注漿或系統錨桿和水平預應力對拉錨桿的方法對中巖柱進行加固,而注漿和系統錨桿不宜同時使用。對于Ⅱ、Ⅲ級圍巖來講,通常只選用水平預應力對拉錨桿對支護參數略加調整即可。
以上幾種方法應視圍巖狀況進行合理選擇,如對于Ⅳ、Ⅴ級圍巖來講,可采取注漿或系統錨桿和水平預應力對拉錨桿的方法對中巖柱進行加固,而注漿和系統錨桿不宜同時使用。對于Ⅱ、Ⅲ級圍巖來講,通常只選用水平預應力對拉錨桿對支護參數略加調整即可。
5結語
5結語
由于小凈距隧道的建設還處于不是很成熟的階段,所以在設計和施工中常常出現問題,通過對已建和正在建的小凈距隧道的設計、施工的總結粗略地提出以下建議:
由于小凈距隧道的建設還處于不是很成熟的階段,所以在設計和施工中常常出現問題,通過對已建和正在建的小凈距隧道的設計、施工的總結粗略地提出以下建議:
(1)在施工中盡量減少對中夾巖的擾動,并采取充分合理的加固措施保證小凈距隧道的穩定和支護結構安全;
(1)在施工中盡量減少對中夾巖的擾動,并采取充分合理的加固措施保證小凈距隧道的穩定和支護結構安全;
(2)在Ⅳ、Ⅴ級圍巖條件下隧道的凈距不能過小,分析表明:凈距在3m時中夾巖受力情況要比4m危險得多,相應的圍巖加固也變得艱難,所以對凈距的取值一般不能小于4 m;
(2)在Ⅳ、Ⅴ級圍巖條件下隧道的凈距不能過小,分析表明:凈距在3m時中夾巖受力情況要比4m危險得多,相應的圍巖加固也變得艱難,所以對凈距的取值一般不能小于4 m;
(3)不同巖性的圍巖在同一開挖方式下其變形規律是基本上相同的,但在量值上存在較大的差異。所以在對同一隧道的開挖中,針對不同的圍巖級別應當選取與之相應的開挖方法和支護方法,這樣可以降低圍巖產生過大的變形。在圍巖較好處采用光面爆破的方式,在圍巖較差處采用人工、風鎬的開挖方式;
(3)不同巖性的圍巖在同一開挖方式下其變形規律是基本上相同的,但在量值上存在較大的差異。所以在對同一隧道的開挖中,針對不同的圍巖級別應當選取與之相應的開挖方法和支護方法,這樣可以降低圍巖產生過大的變形。在圍巖較好處采用光面爆破的方式,在圍巖較差處采用人工、風鎬的開挖方式;
(4)對于Ⅴ、Ⅳ級圍巖,施工中應嚴格控制每循環的開挖進尺, 在相同的開挖方法下, Ⅴ級圍巖每循環進尺控制在0.8~1.0 m,Ⅳ級圍巖每循環進尺控制在1.0~1.5 m,另外,超前開挖的洞室其超前距離建議保持在1~2倍洞徑。
(4)對于Ⅴ、Ⅳ級圍巖,施工中應嚴格控制每循環的開挖進尺, 在相同的開挖方法下, Ⅴ級圍巖每循環進尺控制在0.8~1.0 m,Ⅳ級圍巖每循環進尺控制在1.0~1.5 m,另外,超前開挖的洞室其超前距離建議保持在1~2倍洞徑。
總之,在小凈距隧道的施工過程中應堅持的原則應是:①采用動態的設計方案;②采用符合實際圍巖級別的施工方式;③做到及時支護,采用合理的支護方法;④要做到勤量測,及時反饋現場情況以便有針對性地做出合理、及時的調整。
總之,在小凈距隧道的施工過程中應堅持的原則應是:①采用動態的設計方案;②采用符合實際圍巖級別的施工方式;③做到及時支護,采用合理的支護方法;④要做到勤量測,及時反饋現場情況以便有針對性地做出合理、及時的調整。
參考文獻:
參考文獻:
[1] 王景春,殷杰.相鄰隧道中心距的研究[J].石家莊鐵道學院學報,1995,8(2):5557.
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[2] 陳衛軍等.近距離交疊隧道研究現狀及評析[J].鐵道建筑技術,2002,6(2):4246.
[2] 陳衛軍等.近距離交疊隧道研究現狀及評析[J].鐵道建筑技術,2002,6(2):4246.
[3] 劉洪偉.三線“Y”字型喇叭口隧道施工方法及轉換研究[J].西部探礦工程,2001,8(1):1518.
[3] 劉洪偉.三線“Y”字型喇叭口隧道施工方法及轉換研究[J].西部探礦工程,2001,8(1):1518.
[4] 劉洪偉,李建業.交叉口段相鄰隧道施工方法及穩定性分析[C].土木工程學會隧道與地下工程分會第十一界年會論文集,2000.
[4] 劉洪偉,李建業.交叉口段相鄰隧道施工方法及穩定性分析[C].土木工程學會隧道與地下工程分會第十一界年會論文集,2000.
[5] 劉洪偉.“2+1”近距車站隧道施工技術[J].巖土工程界,2000,4(9):107109.
[5] 劉洪偉.“2+1”近距車站隧道施工技術[J].巖土工程界,2000,4(9):107109.
作者簡介: 張俊鵬,男,1983年3月24日生。2009年1月畢業于遼寧工程技術大學,助理工程師職稱。
作者簡介: 張俊鵬,男,1983年3月24日生。2009年1月畢業于遼寧工程技術大學,助理工程師職稱。
姚媛,女,1983年11月9日生。2007年7月畢業于沈陽大學,大學本科學歷,所學專業:房屋建筑學,助理工程師職稱。