時間:2024-02-05 15:31:28
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篇流水施工的基本原理,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。
關鍵詞:流水施工,施工層,流水工期,異步距異節拍,逆流水步距
中圖號:TU721.2文獻標識碼:A
1概述
在建設工程領域中,隨著現代施工組織與管理相應理論的快速發展,特別是其中的橫道圖能夠直觀形象地表達工程進度計劃,且易于被理解和執行,因而推動了流水施工原理被廣泛地應用于工程進度管理的全過程。與傳統的施工組織方法相比,流水施工組織可以實現資源供應均衡和工期有效縮短以及專業化施工,并有效提高施工的綜合生產效率。另一方面,在全球性能源與環境日益嚴峻的現實問題中,傳統的粗放型施工組織是導致這一問題繼續惡化的三大主因之一,因此,如何合理采用流水施工技術已成為綠色施工領域的熱點。
在流水施工原理中,根據施工過程、施工段、流水節拍、流水步距等流水參數間的相關性,可以將流水施工的基本組織方式分為等步距流水(包括等步距等節拍流水與等步距異節拍流水)和異步距流水(包括異步距異節拍流水與無節奏流水)兩大類,工程中可根據施工特點和流水參數模型選用某基本組織方式或組合方式。由于等步距流水參數模型考慮了較多的約束條件,其工程應用受到較大的限制,而異步距流水的參數模型能具體反應實際工程的施工特點,因而被廣泛應用。
絕大多數建筑都存在層間關系,但對分層施工采用流水組織及其應用研究的成果并不多,以異步距異節拍流水的施工組織為研究對象則更少,要建立基于異步距異節拍流水組織分層施工的工期模型,需要對分層時異步距異節拍流水的組織條件、主要流水參數、計劃工期的時間參數構成關系等方面進行深入的研究。目前工程界和學界針對間歇時間在計劃工期中的構成性質、流水步距在分層時的求和以及施工隊伍作業的總持續時間表達形式等提出了相應觀點[1]~[3],但難以被工程施工人員直接采用。本文針對異步距異節拍流水,擬首先識別流水施工組織的關鍵條件,確定關鍵參數并分析其流水特性,建立一種相對直觀簡潔的分層的工期模型。
2異步距異節拍流水的施工基本原理
2.1 基本概念
流水施工是工程管理中較為有效的科學組織方法之一。首先將擬建工程的全部建造過程,在工藝上分解為若干個施工過程,在平面上劃分為若干個施工段,在豎向上劃分為若干個施工層。然后按照施工過程組建專業工作隊(或組),專業工作隊完成第一施工段上施工任務后,依次地、連續地投入到第二、第三、……第m個施工段,完成相同的施工任務,并使相鄰的兩個專業工作隊,在開工時間上最大限度地、合理地搭接起來。當第一施工層各施工段的相應施工過程全部完成之后,專業工作隊又依次地、連續地投入到第二、第三、……第j個施工層,保證工程施工全過程在時間和空間上,有節奏、均衡、連續地進行下去,直到完成全部工程任務。這種組織施工的方法稱為流水施工[4]。流水施工原理有幾個主要的基本參數,其中根據各施工過程在各施工段上流水節拍的相互關系,可以劃分為前文所述的四種基本流水組織方式,其中異步距異節拍流水即表現為任意施工過程之間的流水節拍不完全相等。
因此,對多層或高層建筑工程組織分層下的流水施工需要五個基本條件,即對工程對象從工藝角度劃分施工過程,對每個施工過程安排獨立的專業隊伍,對工程對象從平面和空間上分別劃分施工段和施工層,相鄰施工過程盡可能平行搭接,主導施工過程必須連續作業。其中,第五個條件是組織分層時異步距異節拍流水的關鍵條件。按照異步距異節拍流水組織分層時的施工,還需要滿足流水施工的根本性要求,即盡可能實現作業連續性和工作面連續利用,以及資源供應的均衡性和節奏性。
2.2 關鍵參數
在編制流水施工進度計劃過程中,施工過程數(n)、施工段(m)、施工層(j)流水節拍(ti)、間歇(zi、zi,i+1)[5]均可以直接確定,而流水步距(Ki,i+1)則需要根據基本組織方式的特點通過其他參數間接確定,然后才能進行進度計劃編制的關鍵環節,即依次確定每支施工隊伍的入場時間。因此,無論分層與否,流水步距均是異步距異節拍流水施工組織中繪制進度計劃并確定工期的關鍵參數。流水步距是指在組織流水施工時,相鄰兩支施工隊伍先后入場的最小且合理的時間間隔(不包含間歇時間)[5]。
在組織流水施工時,流水步距的作用是保證施工隊伍在層內作業連續的前提下,實現相鄰施工過程最大限度的平行搭接。即施工隊伍一旦進入某施工層,便開始連續作業。由于不同施工過程之間的流水節拍不完全相等,同一施工過程在不同施工段上的流水節拍也不完全相等,導致各相鄰施工隊伍之間的流水步距也不完全相等,其計算方法可根據潘特考夫斯基取大值法[5] [6]確定。根據潘特考夫斯基取大值法的基本原理,為保證施工隊伍連續作業及工作面盡可能連續利用,異步距異節拍流水中流水步距的連續性表現有兩種形式:當,且施工過程i的流水節拍分別為2、2、2、2,施工過程i+1的流水節拍分別為3、3、3、3,繪制橫道圖簡例如圖1所示;當,且施工過程i的流水節拍分別為3、3、3、3,施工過程i+1的流水節拍分別為2、2、2、2,繪制橫道圖簡例如圖2所示。
圖1橫道圖圖2橫道圖
從圖1可知,除第一個施工段能實現兩個相鄰施工過程的連續施工,其他施工段均出現閑置。即施工過程i的第一施工段完成后,施工過程i+1的開始時間由此確定(如有間歇或搭接,在第一個施工段考慮)。
從圖2可知,除最后施工段能實現兩相鄰施工過程的連續施工,其他施工段均存在閑置狀態。即施工過程i的最后一個施工段完成后,可連續進行施工過程i+1的最后施工段,再根據作業連續性逆回得到該施工過程的開始時間。于是得到兩個相鄰施工隊伍的入場時間間隔即流水步距(如有間歇或搭接,在最后施工段考慮)。
根據以上分析,還可以從退場的角度進一步的定義異步距異節拍流水施工的逆流水步距[7],即指在組織異步距異節拍流水施工時,相鄰兩支施工隊伍先后退場的最小且合理的時間間隔(不包含間歇時間)。
3異步距異節拍流水在分層時的施工組織案例
某5棟裝配整體式框架結構的公租房項目,采用住宅工業化方式建造,其中柱預制、梁板采用半預制疊合形式,梁柱節點后澆,墻板采用輕質預制條板,每棟樓建筑面積相同,且樓層工程量完全相等,框架主體分部工程的各工序經綜合考慮后,劃分為預制梁柱吊裝、預制樓板吊裝、后澆混凝土三個施工過程,豎向上劃分5個施工層(為簡化考慮,本例以其中相鄰兩層為對象進行分析)。后澆砼在澆搗前有1天的組織間歇,第一層砼澆筑完畢后至少需1天的養護才可以上人進行上一層的梁柱吊裝作業。流水節拍(單位:天)分別為預制梁柱吊裝:3、3、3、3、4,預制樓板吊裝:4、4、4、4、4,后澆混凝土:2、2、2、2、2。
分析:提取直接流水參數(m、n、j、tAi、tBi、tCi、Z1、Z12),確定間接流水參數(Ki,i+1)。
按照如下步驟繪制橫道圖,見圖3所示。
Ⅰ.繪制第一層所有施工過程各施工段的橫道圖;
Ⅱ.由于預制樓板吊裝為主導施工過程,必須連續,因此,首先繪制第二層中預制樓板吊裝的所有施工段,再根據流水步距確定第二層預制梁柱吊裝和后澆混凝土開始時間,最后根據層內的連續作業完成第二層預制梁柱吊裝和后澆混凝土的全部施工段任務;
Ⅲ.檢查完成的橫道圖可知,實際的層間工作面可利用時間滿足工程的層間間歇要求。
圖3施工進度橫道圖
4流水工期計算公式
根據流水工期的定義公式:
(1)
TN——最后一支施工隊伍的作業總時間;
Z1——第一層層內所有間歇和搭接時間之和。
分析圖3可得出如下結論:
只有主導施工過程的施工隊伍在兩層中實現完全連續作業;
由于第一層和第二層各施工過程的工程量完全相等,因此,第二層的橫道圖可看作是以主導施工過程在第一層的開始時間為基點整體復制偏移而形成,則流水步距也隨之復制偏移;
流水步距求和可分解為兩部分考慮。其一,第一層中第一支隊伍至主導施工隊伍的順向求和(即流水步距的求和),其二,第二層中最后一支隊伍逆回至主導施工隊伍在結束時間上的反向求和(即逆流水步距的求和)。
注意到,因為是整體偏移,第二層逆流水步距求和的組成與第一層具有一致性。
因此,異步距異節拍流水施工的工期可表示為:
(2)
max——主導施工過程代號;
Tmax——主導施工過程的施工隊伍作業總時間;
其他符號見上文。
5結論
本文從流水施工組織的原則性要求及連續和均衡特性角度出發,嘗試從根本上解決異步距異節拍流水施工的組織過程,以演繹的方式提煉出流水工期的簡明計算公式,將層間間歇消化在主導施工隊伍作業的總持續時間里。并且,工期的計算公式還可以延用到無節奏流水當中。一定程度上,本文建立的基于異步距異節拍流水組織分層施工的進度計劃模型和工期表達式可以解決現有理論上的一些匱乏或繁瑣問題。工期計算公式的關鍵在于逆流水步距的定義,通過這一途徑,建立了異步距流水與等步距流水的聯系,有助于形成流水施工原理的整體性認識和理解。
[參考文獻]
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[2]續憲宏,向健.關于流水步距和流水工期計算方法的討論[J],甘肅科技,2007,[23(6)]:155-156,66.
[3]何夕平.搭接與間歇對流水施工工期影響分析[J],四川建筑科學研究,2004,[30(2)]:107-108.
[4]穆靜波.多施工層無節奏流水的組織方法[J],施工技術,2006,(12):150-152.
[5]于立君,孫寶慶.建筑工程施工組織[M],北京:高等教育出版社,2005.
關鍵詞:早拆模技術 原理工程應用
中圖分類號:TU761文獻標識碼: A
近幾年早拆模技術得到推廣應用,其主要的原因就是比較經濟,實用性強,周轉性比較高,節省模板。在國內許多大中城市已經率先采用早拆模技術,在北京、廣東、河北、內蒙古、山西等地區大量應用,取得了良好的效果。
一、早拆模技術的基本原理
(一)基本原理
早拆模技術是現澆樓板、梁模板施工的先近施工工藝。傳統的現澆混凝土樓板模板施工中,現澆混凝土養護10―14d,才能全部拆除模板和支撐。因此一般現澆樓板施工中,需配備三層模板和三層支撐。
早拆模板的基本原理是根據國家標準《混凝土結構工程施工質量質量驗收規范》中第4.3.1條規定,現澆結構跨度不大于2米時,在樓板混凝土強度達到設計強度的50%以上,即可拆模。早拆模技術的是利用早拆柱頭、立柱、橫梁等組成的豎向支撐,布置早拆立柱時,使原設計的樓板強度處于立柱間距小于2米的受力狀態,在常溫下,樓板混凝土澆筑2―4d后,混凝土強度達到設計強度的50%以上即可拆模。此時保留部分早拆模柱頭和立柱支撐不動,拆除全部模板、橫梁和部分立柱。當混凝土強度達到足以在全跨條件下承受自重和施工荷載時,方可拆除保留的早拆立柱。
附表:
底模拆除時的混凝土強度要求表
構件類型 構建跨度(M) 達到設計的混凝土抗壓強度標準值得百分率(%)
板 =50
>2,=75
>8 >=100
梁、拱、殼 =75
>8 >=100
懸臂構件 >=100
(二)早拆模技術的特點
1、結構合理,施工安全可靠。早拆模板體系采用碗扣式支撐、承插式支架和鋼支柱等為支撐,其桿件構造節點連接方式規范,減少了搭接時的隨意性,避免出現不穩定狀態,并能確保上下層支撐桿件的受力傳遞準確,形成了可靠的剛度和強度,確保施工安全。使早拆柱頭在拆除模板時,還能兩次控制模板和橫梁的降落高度,從而避免拆除模板時發生整體坍落的現象,確保施工過程中的安全,并可延長模板的使用壽命。
2、構造簡單,提高裝拆功效。早拆模板體系的構造簡單,操作靈活方便,施工工藝容易掌握,裝拆速度快,與傳統裝拆施工工藝相比,一般可以提高施工工效1―2倍,并可加快施工進度,縮短施工工期。
3、操作簡單,降低施工費用。早拆模板體系操作簡單,使用方便,對工人技術素質要求不高,工人只需帶一個鋼尺和錘子即可完成作業。施工過程,完全避免了螺栓的作業,由于部件的規格小、重量輕、模板和支撐用量小,倒運量小,降低了工人勞動強度。
4、減少用量,降低施工費用。施工企業在現有模板和支撐的條件下,只需購置早拆模柱頭,在配置一層模板和1.6―1.7層支撐,與傳統支模配置三之三模相比,不僅可降低模板和支撐費用,而且可以減少人工費。另外,模板和支撐的運輸費用、丟失及損壞費用、維修費用等即也相應減少,經濟效益顯著。
5、減少運距,節約起吊費用。早拆模板體系只配備了一層模板和1.6―1.7層支撐劑早拆柱頭,垂直運輸時,模板、橫梁及部分支撐只需往上一層倒運,無需支設出料平臺,可以從窗口、通風道、外架上直接傳到上一層,減少對塔吊的依賴,而且還減少了對樓梯間施工
和現場管理,對狹窄的施工現場更為適宜。
6、施工文明,利于現場管理。早拆模版體系在施工過程中,避免了周轉材料的中間堆放環節,模板支撐整齊、規范化、立柱、橫梁用量少,施工人員通行方便,有利于文明施工和現場管理,對狹窄的施工現場更為適宜。
三、適用范圍及應用前景
(一)適用范圍
早拆模板技術可適用于各類的公用建筑、住宅建筑的樓板和梁,剪力墻結構、框架剪力墻結構、框架結構等建筑的樓板和梁,以及橋涵等市政工程的結構頂板模板施工。
(二)應用前景
1、早拆模板技術的支撐系統構造簡單,施工效率高,節省勞動力,可用人工搬運,節省機械費,不易丟失,減少損耗,可提前拆模,加速模板周轉,使用效率及經濟效果明顯。
2、早拆模技術可在施工企業原有模板和支撐基礎上,僅購置早拆柱頭、便可改革現有的模板體系,并提高原有模板的使用效果和速度,如果單層面積大,雖然不是高層建筑,但采用平面分段流水施工,早拆模板技術同樣能取得很好的技術經濟效益。因此,該項技術具有廣泛的應用和發展前景。
四、技術指標和技術措施
(一)技術指標
1、竹膠板應該采用覆膜酚醛膠合板,表面平整光潔,能周轉使用10―20次以上,模數化、定型化的膠合板,厚度宜為18mm,單塊模板尺寸宜選用900mm*1800mm、600mm*1800mm/、
600mm*1200mm。
2、剛模板采用模數化、規格化、重量輕的模板,要求模板剛度好,裝拆靈活,表面平整,面板剛度好,拆卸靈活,表面平整,面板能周轉使用30―50次以上。
3、獨立式鋼支撐、門式支撐、插接式支撐和盤銷式支撐的允許荷載必須滿足設計要求。
4、主次梁應具有足夠的剛度和強度,以及表面平整度,主次梁間距按模板長度規格和模板材料二定。
小結:由此可見,采用早拆模技術體系大都采用鋼支柱和鋁合金支柱,裝拆方便,施工速度快,施工空間大,比采用扣件支架既方便,又安全,材料也節省,施工速度快,經濟效益顯著,得到很大的程度推廣。
參考文獻:
關鍵詞:市政公路;工程質量;管理
Abstract: In this paper, aiming at the main for municipal highway engineering quality problems, combined with quality management theory, research a scientific municipal highway project quality management methods.Key words: municipal road; quality of the project; management
中圖分類號:F540.3 文獻標識碼:A 文章編號:
1.工程質量管理及市政公路工程質量管理
質量管理是指導和控制某組織與質量有關的彼此協調的活動,是組織圍繞使產品質量滿足不斷更新的質量要求而開展的策劃、組織、計劃、實施、檢查和監督審核等所有管理活動的總和。具體來講,這些活動包括質量方針和質量目標的建立、質量策劃、質量控制、質量保證和質量改進。質量方針是組織的最高管理者正式頒布的有關該組織總的質量宗旨和方向,它是組織的質量政策,反映了企業領導的質量意識和決策。質量目標是與質量有關的、所追求或作為目的的事物,與質量方針,包括與持續改進的承諾相一致。建立質量目標應該以用戶需要為宗旨,質量目標制定后,應進行目標分解,分配到各級有關部門及個人,使他們有各自具體的目標,因此總體質量目標的實現依賴于各級子目標的實現。質量目標確定后,應據此進行質量策劃,質量策劃是質量管理中致力于設定質量目標并規定必要的作業過程和相關資源以實現其質量目標的部分,是質量管理中的籌劃活動。質量策劃的輸出需文件化,稱為質量計劃。有了質量計劃后,應保證計劃的實施,即質量保證。質量保證是質量管理中致力于對達到質量要求提供信任的部分,它不是一般意義上的保證質量,是通過開展有計劃的、系統的活動證實組織有能力滿足相應的質量要求,并能提供充分的證據包括質量測定證據和管理證據。除了質量保證證實計劃能夠實施,質量控制是保證計劃實施的根本措施。質量控制是質量管理中致力于達到質量要求的部分。為了確保質量能滿足用戶的要求,需要對產品質量的產生、形成的全過程中所有環節實施監控,及時發現并排除這些環節中有關技術活動偏離規定要求的現象,使影響產品質量的技術因素、管理因素及人的因素始終處于受控狀態。由于質量要求隨著時間的進展而在不斷變化,應對質量進行持續改進,以滿足動態變化的質量要求。質量改進是質量管理中致力于提高有效性和效率的部分,是通過整個組織范圍內的活動和過程的效果以及效率的提高來實現的,是一種基于過程的持續改進。綜合以上,組織可以通過建立質量管理體系來實施質量管理,落實質量管理所有的具體活動,對質量形成的全過程實施控制。
2.市政公路工程質量管理的特點
由于市政公路工程本身的復雜性和特殊性,因此增大了質量管理的難度,主要體現在以下幾個方面:
(1)影響質量的因素多。包括設計、施工、竣工等全過程中影響因素,也包括勞動力、材料、機械設備、施工工序及環境各種作業要素的影響,此外還有工程工期、成本對質量的影響等。
(2)容易產生質量變異。市政公路工程施工不像工業產品生產,有固定的生產流水線和規范的生產工藝及完善的檢測技術、穩定的生產環境。相反,市政公路工程項目實施的戰線長,并與各種城市基礎設施施工同時進行,受到的偶然性因素大,很容易影響施工質量,產生質量變異
(3)市政公路工程質量檢查不能解體、拆卸,并且公路工程施工工序多,隱蔽工程若不及時檢查,事后看表面,會將質量不合格的工程產品視為合格產品,為工程質量留下隱患。
3.市政公路工程質量管理的原則
(1)質量第一。市政公路工程質量不僅反映了建設項目的投資效果及工程的適用性,而且關系著廣大人民的生命財產安全和切身利益,代表著一個城市的形象、生活質量和管理水平。所以市政公路工程質量管理應始終堅持著“百年大計,質量第一”的基本原則,提高全體人員的質量意識,從思想上保證質量目標的實現。
(2)以人為核心。上述介紹的市政公路工程質量的影響因素中明確闡明了人為因素是決定工程質量的關鍵因素。工程建設中各單位、各部門及各崗位人員的工作質量水平和完善程度,都直接或間接地影響工程質量。因此在質量管理中,以堅持以人為核心,重點控制人的因素和行為,充分發揮人的積極創造性,以人的工作質量保證工程質量。
(3)預防為主。從質量管理發展的三個主要階段來看,最早的質量檢驗階段屬于被動的發現質量問題,是對已經造成的損失進行彌補,其很快就被基于預防為主的統計質量管理階段及后來發展起來的全面質量管理階段所替代。把質量問題控制在萌芽階段,避免造成了不必要的損失,對質量控制管理有至關重要的意義。
(4)堅持質量標準。質量標準是衡量和評價質量的尺度。科學的質量控制應通過質量檢驗并和質量標準對照,符合質量標準要求才是合格,否則必須返工處理。現代質量管理堅持以數據說話,通過具體的嚴格的標準來保證質量達到相應的水平。
4.市政公路工程質量管理的基本原理
4.1PDCA 循環原理
PDCA 循環是計劃、實施、檢查、處置,是質量管理的基本原理之一。PDCA以計劃和目標控制為基礎,通過不斷循環,質量得到持續改進,質量水平得到不斷提高。同時在 PDCA 任一個小循環內又可套用 PDCA 循環,形成循環套循環。
4.2三階段控制原理
三階段控制原理即事前、事中和事后控制原理。如在市政公路工程施工階段的質量控制可劃分為施工準備階段的質量控制、施工過程的質量過程和竣工驗收階段的質量控制。事前控制包括質量目標的計劃預控和按質量計劃進行質量活動前的準備工作狀態的控制。尤其是在市政公路工程施工階段,制定周密的質量計劃或編制施工組織設計或施工項目管理實施規劃是企業進行系統的質量管理的前提。事中控制包括自控和監控兩大部分,其中自控是關鍵,首先增強質量意識,在質量產生過程中各項技術作業活動操作者在相關制度的管理下進行自我行為約束的基礎上,充分發揮技術能力去完成預定質量目標的作業任務,發揮操作者自我約束和自我控制,堅持質量標準是根本原則。監控是對質量活動過程和結果來自他人包括企業內部管理者的檢查檢驗和企業外部的工程監理和政府質量監督等部門的監控。監控是自控的必要補充,企業在進行質量管理活動中應通過監督機制和激勵機制相結合的管理方法,通過建立和實施質量管理體系來達到質量控制的目標。事后控制是對質量活動結果的評價認定和對質量偏差的糾正。由于工程在客觀上必然要受到各種影響因素的干擾,導致各項作業活動“一次成功”難以實現,因此當出現質量實際值與目標值之間超出允許偏差時,必須分析原因,采取糾正偏差,保持質量處于受控狀態。
4.3全面質量管理
全面質量管理簡單地說就是全面、全過程和全員參與的質量管理。全面具體指對工程產品和各參與方工作質量的全面控制和管理。工作質量是產品質量的保證,直接影響產品質量的形成,工作質量又受到各種工作要素的影響,包括勞動力、原材料、機械設備、施工工序和環境,因此進行全面的質量控制應把握形成質量的全要素以及使用這些要素的工作。全過程即對質量控制從源頭抓起,在全過程中推進。掌握識別過程和應用“過程方法”進行全過程質量控制。全員參與的質量管理,即形成質量責任制,將質量總目標分解成更為具體的子目標由各部門和個人承擔。組織和動員全體員工參與到實施質量方針的系統活動中去,每個人都充分發揮自己的角色作用,這其中不可或缺的重要手段就是目標管理。
5.市政公路工程質量管理過程
基于以上關于市政公路工程質量管理的基本原理,本文將市政公路工程質量管理過程概括如圖1所示。
圖1 市政公路工程質量管理過程
參考文獻:
[1]鐘強.論市政工程建設混凝土道路施工質量的控制.科技創新導報,2010(2).
關鍵詞:隧道工程 超前地質預報 綜合預報技術
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973 (2010) 05-001-02
1前言
隨著我國公路建設規模日益擴大,公路隧道建設也取得了迅猛發展,但由于技術手段、經濟狀況等方面的原因,在隧道設計階段所獲得的地質資料有限,導致預設計階段做出的隧道設計圖常會遺漏一些只能在隧道掘進過程中才能發現的不良地質體;由此而導致在隧道工程施工過程中,由于前方地質情況不明,常常出現塌方、涌水、巖爆、泥石流等各種地質災害,這些問題的發生嚴重影響了工程的進展,增加了工程造價,有時甚至會產生重大的事故。因此在隧道施工時,對隧道掘進方向的地質情況通過技術手段進行超前預報、預測,以便提早、及時地采取有效的施工方法,就顯得尤為重要。近幾年各級工程管理部門,已經認識到隧道施工過程中超前地質預報的重要性,開始在國內隧道施工中逐漸采用地質超前預報工作 。本文以肇興隧道為依托,通過采用地質超前預報技術,較好的避免了地質災害的發生,為隧道安全施工和提高施工進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)水格段的一項控制性工程,目前是貴州第一公路長隧;左幅全長4752米,右幅全長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,地形條件復雜;隧道場區屬一級構造單元華南褶皺帶,場地構造有斷層及褶皺,巖性為變余砂巖、變余砂狀、層狀結構 。
3超前地質預報所用儀器及基本原理
肇興隧道超前地質預報 主要采用地質雷達法、陸地聲納法、瞬變電磁法相結合探測方法,并結合水平鉆孔進行探測,幾種技術手段相輔相成,相互驗證并與地面地質調查成果緊密結合,提高預報精度。
地質雷達法是探地雷達(Ground Penetrating Radar,簡稱GPR)方法,一種用于確定地下介質分布的廣譜電磁波技術,采用儀器為拉脫維亞地質Zond-12e型地質雷達及配套分析軟件對掌子面前方圍巖破碎情況進行探測。基本原理是在檢測范圍無大量鐵磁性物體干擾的情況下,利用探地雷達天線向地下發射電磁脈沖,并接收由地下不同介質界面的反射波,根據電磁波在介質中傳播時,其路徑、電磁場強度與波形將隨所通過介質的電性質(如介電常數 r)及幾何形態的變化而變化。根據接收到的回波時間、幅度和波形等信息,可判定地下介質的結構與埋藏體的位置與形態。其測試原理如圖1所示。
陸地聲納法所用儀器為鐵道部科學研究院鐵建所研發生產的LDS-1陸地聲納儀及配套分析軟件對掌子面前方圍巖破碎情況進行探測;其原理(圖2)為在被測對象表面用錘擊產生震動彈性波,彈性波在巖體中傳播,遇到波速和密度不同的界面可產生反射,用在錘擊點近旁設置的檢波儀接收這一系列反射波。沿一測線上許多測點逐一測取后,將各測點的記錄(時間曲線) 繪成一張圖――時間剖面(其縱坐標為反射時t,以毫秒(ms)表示;橫坐標為測點,或水平距離、長度),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t,以及在巖體表面測的彈性波速度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合,可激發和接收從10Hz~4000Hz的波,然后可通過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,通過不同頻段反射的圖像對比,可以分辨不同的不良地質體。
瞬變電磁法采用設備為IGGETEM-20瞬變電磁儀,該法原理(圖3)是利用不接地線向地下發射一次脈沖磁場,在一次脈沖磁場的間歇期間(斷電),觀測二次渦流場的方法。當發射回線中的電流突然斷開時,在介質中激勵出二次渦流場(激發極化場),在二次渦流場的衰減過程中,早期反映淺層信息,晚期反映深層信息,研究瞬變電磁場隨時間的變化規律,通過對二次場接收回線觀測,對所觀測的數據進行分析和處理,據此,解釋地下介質及相關物理參數。
在隧道(洞)中探測時,一般采用3m的方形線框,探測距離80m左右,如圖,在掌子面上掛一個方形電纜發射接收天線,采用中心裝置,接收用探頭,發射機線圈給一個脈沖電流,由瞬變電磁儀接收,測量脈沖電流斷去后,不同時刻的感應電動勢值,以e(t)/I表示,式中I為脈沖電流強度(以安為單位),e(t)表示脈沖電流斷去(t)秒的場強,以微伏表示。經數值處理,繪制成瞬變電磁多測道圖、視電阻率斷面等值線圖、視縱向電導斷面圖、視縱向電導微分成像圖。
4工程實例
現以肇興隧道出口端右幅YK21+524~YK21+424段所采用三種方法探測的結果與隧道開挖的地質情況進行對比分析。 (圖4-1、圖4-2、圖4-3為陸地聲納測試成果圖)
對采集陸地聲納時間剖面計算分析認為:掌子面前方100米范圍內(YK21+524~YK21+424),圍巖為變余砂巖,炭化較嚴重,巖體較破碎、圍巖滲水。其中: 掌子面前方0~43m段為炭質巖及其影響帶,該段圍巖破碎,且遇水軟化;60~74m、94~100m兩區段圍巖節理裂隙發育,局部可能出現軟弱夾層,圍巖破碎。
采用瞬變電磁進行探測位置為YK21+524,圖5為瞬變電磁測試成果圖
圖5瞬變電磁探測視電阻率等值線圖
對視電阻率等值線圖分析認為:掌子面(YK21+524)前方5~45米范圍內圍巖整體視電阻不低,推測前方45米內滲水。其中掌子面前方30~45m范圍內低電阻相對較低,推測該段圍巖裂隙發育,巖體較破碎,且含水較多,局部水量較大。
通過陸地聲納法和瞬變電磁法所測得數據,并結合地質情況綜合分析得出肇興隧道出口右洞YK21+524前方100范圍裂隙發育,圍巖較破碎,特別提出YK21+524前方0~45米為炭質巖及其影響帶,且圍巖滲水。
根據兩種方法所測結果,采用地質雷達法進行短距離探測印證(圖6),從電磁波的反射振幅變化來看,掌子面前方0~20m,電磁波信號衰減總體較快,且局部反射信號強烈,推測前方圍巖破碎,節理裂隙發育。該段圍巖破碎,裂隙很發育,圍巖自穩能力差。
根據超前地質預報結果,業主、監理、設計及施工方相當重視,制定了應急預案,要求隧道在開挖施工時密切注意掌子面地質變化情況,并及時匯報。當肇興隧道掘進至YK21+524時,掌子面巖體破碎,節理裂隙發育,自穩能力較差,3/4斷面發現炭質帶,并有延伸擴大的趨勢,且掌子面整體滲水,伴有小股流水,巖體遇水即軟化分裂,開挖時極易發生坍塌。針對開挖地質情況,業主立即召集設計、監理、施工等部門召開專題會議,按照事先準備的預案落實了各項處理應對措施,及時調整了施工參數,避免了地質災害的發生,保證了隧道正常施工及人員安全。在肇興隧道施工過程中, 超前地質預報曾多次成功探明巖體破碎帶等不良地質體,使施工人員做到心中有數,提前采取施工措施,修正支護參數,確保了隧道的施工安全,進一步提高了隧道施工的工作效率。
5結論及建議
(1)隧道及洞室地下工程地質情況具有復雜性和不可見性,通過采用超前地質預報,可以減少隧道施工過程中的盲目性,能較好的避受地質災害的發生;并根據現場預報結果,及時調整或修正設計參數及施工方法,正確指導施工,使施工快速、安全、經濟、合理。因此,在地質條件復雜的情況下,以地質分析為主線,采用多種預報方法進行綜合地質預報是解決隧道的超前預報問題重要方法,只有通過綜合分析預報才能獲得更加科學的超前預報成果。精確的地質預報成果不但可以提前采取相應的措施來預防地質災害的發生,而且可以提高隧道施工的工作效率,更進一步確保隧道施工和人員安全,提高經濟效益和社會效益。
(2)根據我國隧道施工現狀,地質預報工作起步較晚,目前的超前預報尚處于技術的發展階段,由于當前技術水平和其它因素的影響,超前地質預報的準確率還有待進一步提高。同時,地質預報工作也應在工程施工得到重視,在施工過程中應將超前地質預報工作納入施工管理程序,真正做到先預報后施工,以達到安全施工和優化設計的目的。
(3)隧道的超前地質預報是避免施工災害事故、保證隧道施工順利進行、提高隧道科學化、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能的,應充分利用各自的特點,發展綜合超前地質預報技術,使得超前地質預報水平越來越高;同時進行新技術新方法的研究和現有設備軟件處理水平的提高,不斷提高我國的超前地質預報水平,使超前地質預報逐漸成為工程地質學的一個重要組成部分。
注釋:
李志厚 云南山嶺公路隧道修筑技術研究[D].長安大學博士學位論文,2009,2.
關鍵詞:土石壩 滲流原理及其控制 工程質量
0 引言
土石壩是目前世界壩工建設工程中應用最為廣泛和發展最快的一種壩型。與其他壩型相比較,無論從經濟方面還是從施工方面,土石壩具有絕對的優勢,據不完全統計世界土石壩占大壩總數的82.9%,而在中國土石壩數量占到大壩總數的93%。
因土石壩的施工所用材料一般采用就地開采,同時在施工中充分利用各種開挖料,包括當地土料、石料或混合料,土石壩的施工即是將這些材料經過拋填、輾壓等方法堆筑成的擋水壩,故土石壩又稱作當地材料壩,對于壩體材料以土和砂礫為主時,稱土壩;以石渣、卵石、爆破石料為主時,稱堆石壩;當兩類當地材料均占相當比例時,稱土石混合壩。
土石壩按施工方法的不同,土石壩可分為:碾壓式土石壩、沖填式土石壩、水中填土壩和定向爆破堆石壩等。其中應用最為廣泛的是碾壓式土石壩,其主要特點是對基礎要求低、適應基礎變形強。
土石壩按壩高可分為:低壩、中壩和高壩。而高壩筑壩技術是近代才發展起來的。
碾壓式土石壩按照土料在壩身內的配置和防滲體所用的材料種類,又可分為均質壩、土質心墻壩、土質斜墻壩、多種土質壩、人工材料心墻壩、人工材料面板壩等。
土石壩是歷史最為悠久的一種壩型。其優點包括:就地取材,節省鋼材、水泥、木材等重要建筑材料,減少了建壩過程中的遠途運輸;結構簡單,便于維修和加高、擴建;土石壩的壩身是土石散粒體結構,有適應變形的良好性能,因此對地基的要求低;施工技術簡單,工序少,便于組合機械快速施工。其缺點是壩身一般不能溢流,施工導流不如混凝土壩方便,粘性土料的填筑受氣候條件影響較大等。
土石壩建設最大的病害即是滲流。如何控制和預防滲流是土石壩工程建設中最主要的工作之一。
所謂滲流,即是指由于填筑土石壩的土料和壩基的砂礫是散粒體結構,顆粒間存在大量的孔隙,因此具有一定的透水性。當水庫蓄水后,在水壓力的作用下,水流必然會沿著壩身土料、壩基土體和壩端兩岸地基中的孔隙滲向下游,造成壩身、壩基和繞壩的滲漏。假如這種滲流是在設計控制之下,大壩任何部位的土體就不會產生滲透破壞,則為正常滲流,此時滲流量一般較小,水質清澈透明,不含土壤顆粒,對壩體和壩基不致造成滲透破壞;反之對能引起土體滲透破壞,或滲流員過大且集中,水質渾濁,透明度低,使壩體或壩基產生管涌,流土和接觸沖刷等滲透破壞,這種影響蓄水興利的滲流則為異常滲流。
根據我國早期的土石壩工程的資料統計,由滲流而引起的破壞事故率約占31.7%。其中大型水庫占11座,而對于中小型水庫而言,漫壩沖垮者最多,占51.5%,其次就是滲漏導致垮壩,占29.1%,由此可見滲漏造成的潰壩問題是相當嚴重的。因此確保對壩體和壩基的滲流控制是保證土石壩安全的一項重要措施。
滲流控制的控制理論是在工程實踐中的發展和運用起來的,是實踐反饋的結果,其中滲流的基本原理、滲流場的分析方法、土體滲透穩定性三大部分,是滲流控制理論的基礎。而滲流控制技術是滲流基礎理論的實施措施,它主要包括灌漿技術、反濾壩技術、土石壩壩坡滑動破壞加固技術、土石壩壩體灌注粘土漿加固技術、壩體和壩基的密度加固技術、土工合成材料加固技術以及防滲墻及其壩體壩基加固技術等。
總結起來產生異常滲流的原因有以下幾個方面:①壩體填土與排水體之間的反濾層設計不正確,層間系數過大,或施工時有錯斷混層現象,或填土不夠密實,過大的滲流使填土向排水體流失,都會造成反濾層破壞失效。反濾層在整個防滲體系中是尤為關鍵的環節,即使前面的防滲體裂縫或出現滲漏通道,只要反濾層工作正常,排水降壓,滲漏破壞就不會擴大。②防滲體沒有直達基巖或底部連續可靠的粘土層,在開挖截水槽時,因施工困難,半途而廢,從而留下隱患。③土石壩兩岸岸坡產生臺階狀。應該開搶成較平順的坡度,為減少開挖可以變坡,在上下兩坡度轉折處,兩坡角之差不應大于15°~20°,若有平臺,則平臺處填土高度與平臺的兩端的填土高度,高差懸殊沉陷量突變,容易產生裂縫,導致滲透破壞。
如何組織科學有序的施工,提高工程質量,控制滲流是整個過程成敗的關鍵。我認為土石壩過程在施工中應從以下幾個方面進行控制:
①做好基礎處理,必須萬無一失。很多大型土石壩,必須要滿足壩基承載力及基礎防滲的情況下,完成基礎處理的穩固后,方可進行填筑施工,特別是在深覆蓋層上修建工程,基礎處理工程量大、不可預見因素多,需要經常采用防滲墻、振沖、帷幕灌漿、固結灌漿等對地基進行綜合處理。
②掌握當地地質、水文氣象資料,控制好施工工期的季節性 土石壩對水文氣象的因素極為敏感,在雨季,土料的含水量影響極大,直接制約著大壩填筑,施工強度將受到影響;冬季,土料上凍,如不采取積極措施,也無法進行填筑,且冬雨季填筑施工,存在著高投入、低產出的窘境。對于度汛期的施工,應編制具有針對性的施工方案。土石壩工程,一般不允許漫頂過流,故土石壩工程“施工高峰期”應控制在工程實施截流后第一個汛前達到攔洪度汛斷面擋水這一階段,截流后均需加快施工進度,以確保在汛前將壩體全斷面或度汛小斷面填筑至攔洪度汛高程。因此給壩體填筑的施工工期有限,在北方地區采用冬季施工時,當月平均氣溫在0℃以下,有些地區河流結冰、土層凍結,對開挖工程、混凝土工程、灌漿工程以及填筑工程均有不利的影響,因此必須要提高月填筑強度,方能按安全渡汛的要求按期達到攔河高程。
③確保工程所用料場開采土、石料的材料質量 料場對土石壩的重要性不言而喻,卻也是最容易影響大壩順利填筑的軟肋。根據工程實踐,一般而言,料場的地質勘探工作深度遠不如壩址,特別是填筑量最大的堆石料,往往僅靠幾個探洞或地形勘查進行地質描述,進場后,與招標文件發生變化的可能性很大,無法形成大規模開采(或臺階開采)條件,直接影響大壩填筑級配是否得到保證。在防滲土料方面,含水量的高低也成為大壩能否快速填筑的關鍵,因此,完善而慎重地進行料場復查及復勘工作顯得尤為重要,搞好料場復查和儲量計算,做到心中有數。
此外材料的碾壓試驗也是非常重要的一項工作。對土石壩而言,碾壓試驗是填筑前最為重要的技術參數論證工作,也是確定大壩能否順利填筑及確保大壩安全的重要環節。碾壓試驗工作的好壞,直接影響壩體的填筑。
碾壓試驗中還需對防滲土料的含水量進行確定及調節,同時還應確定好對堆石料灑水量。此外,為確保土石壩填筑質量,土石壩工程的施工必須要求進行試坑取樣,只有在填筑面碾壓合格并能過驗收后方可進行上一層填筑。
④確定合理的壩面分區,是填筑工作施工的關鍵 由于土石壩體型較大,為壩面分區流水作業提供了必要的場面,土石壩工程一般在填筑工序上分為鋪料、攤鋪、灑水、壓實、質檢等工作。在壩面分區流水作業中,防滲土料的施工應根據填筑的需要,應根據實際情況合理劃分填筑區域和進行流水作業,以及采用的機械設備及填筑情況進行調整。對采用平起填筑與臨時斷面填筑的土石壩工程,不可為一味減少臨時斷面填筑量而影響大型機械的正常施工,必須要確保填筑質量。
水電水利工程對我國和諧社會的構建有很大的影響,同時水電水利工程在我國國民經濟中有很高的地位,近年來,為滿足社會經濟發展需求,我國水電水利工程的建設規模越來越大,在進行水電水利工程施工時,施工單位經常會用到預應力混凝土施工技術,這種技術能極大的提高水電水利工程的施工質量和施工安全,下面就水電水利工程中預應力混凝土施工進行分析。
2預應力混凝土的特點
預應力混凝土施工是指將預應力施加在普通的混凝土上面,這樣就能有效地防止普通混凝土出現裂縫的現象,就能充分發揮出鋼筋的作用,達到夯實基礎,提高水電水利工程施工質量的目的。預應力混凝土施工的基本原理是:在混凝土結構的受拉區域,或者在構件的受拉區域,張拉鋼筋,然后將鋼筋張拉的回彈力施加到混凝土上面,這樣混凝土會在預壓應力的作用下,產生一定的壓縮變形,當受拉結構的受拉區混凝土發生拉伸變形時,其拉伸變形會與之前受到的壓縮變形相互抵消,混凝土結構只有受到持續不斷的外界作用力,才可能發生拉伸現象,這樣就能有效地防止混凝土裂縫的發生。預應力混凝土施工技術能有效地提高鋼筋混凝土的使用壽命,提高鋼筋混凝土的抗裂性和強度,因此,在水電水利工程中有十分廣泛的應用。
3水電水利工程中預應力混凝土施工技術
3.1先張法施工技術
3.1.1先張法施工
先張法施工技術是在混凝土澆筑前,先張拉預應力筋,然后將張拉好的預應力筋臨時固定好,進行混凝土澆筑,當混凝土的強度達到設計強度的75%后,即混凝土和預應力筋的黏結力滿足相關要求,將預應力筋端部放松,這樣就能對混凝土產生一個預壓應力。一般情況下,先張法施工主要以機組流水法、臺座法為主,在施工過程中,施工單位采用機組流水法時,會在鋼模中生產構件,由鋼模承受預應力筋拉力,構件會以流水的方式連接鋼模,然后通過固定機組完成張拉、混凝土澆筑、混凝土養護等施工環節。采用機組流水方式施工時,需要利用大量的鋼模,同時施工過程對機械化程度要求比較高,施工結束后,還需要進行蒸汽養護,因此,在實際施工過程中,施工單位要根據工程的具體情況,確定是否采用該施工方式。施工單位采用臺座法進行施工時,先在固定的臺座上,將構件生產好,然后向臺座施加預應力筋的張拉力,在施工過程中,預應力筋的張拉、錨固、混凝土澆筑、混凝土養護、預應力筋放張等都是在臺座上完成的。采用臺座法進行施工時,施工單位不需要采用過多的施工機械設備,在進行混凝土養護時,可以自然養護,也可以濕熱養護,因此,臺座法在預應力混凝土施工過程中有比較廣泛的應用。
3.1.2混凝土澆筑及養護
在進行混凝土澆筑前,必須要對混凝土的坍落度進行檢查,確保其符合設計要求,在混凝土澆筑過程中,施工人員需要一次性完成澆筑,不能在澆筑過程中發生中斷,也不能留下施工縫,一般情況下,施工單位要保證混凝土的強度等級不低于C30,在施工過程中,為有效地降低混凝土收縮引起的預應力損失,施工單位要在配置混凝土混合物之前,通過試驗確定混凝土的最佳配合比,并最大限度的降低水灰比,從而為混凝土澆筑質量提供保障。在制作混凝土構件時,施工人員要將其振搗密實,確保混凝土的黏結力和強度符合設計要求。混凝土澆筑、振搗結束后,施工人員要做好混凝土養護工作,混凝土的養護時間要根據實際情況確定,一般情況下,混凝土養護時間不能低于7d。
3.2后張法施工技術
3.2.1孔道留設
采用后張法進行施工時,不需要利用臺座,施工人員可以直接構件上張拉預應力鋼筋,后張法的靈活性很高,在預應力混凝土施工過程中有十分廣泛的應用。在后張法施工過程中,孔道留設是十分重要的一道施工環節,常用的孔道留設方法有抽芯法和預埋管法,其中抽芯法的使用時間比較長,技術相對比較成熟,同時造價也比較低,但這種施工方法的局限性比較強,例如在大型結構、多跨連續結構、特種結構中抽芯法無法實現密集的孔。一般情況下,抽芯法可以分為鋼管抽芯法和膠管抽芯法兩種情況,其中鋼管抽芯法的應用比較廣泛,在施工過程中,首先將鋼管埋設在模板孔道位置,并保持鋼管表面光滑、平順,鋼管的長度要控制在15cm,如果構件的過長,可以根據實際情況,采用兩根鋼管,兩根鋼管用套管連接在一起。在進行混凝土澆筑時,施工人員要注意轉動鋼管,同時要在混凝土終凝前,將鋼管抽出來。膠管抽芯法可以應用在曲線孔道留設,也可以應用在直線孔道留設,膠管的彈性比較好,在拉力作用下,能有效地縮短斷面,在施工過程中,施工人員可以在混凝土初凝后,將膠管抽出來。
3.2.2預應力鋼筋張拉
對于后張法預應力張拉,其控制應力值要小于先張法,采用后張法進行鋼筋張拉時,由于混凝土在此之前已經受到彈性壓縮,張拉力能得到一定的彌補。后張法預應力張拉有一端張拉和兩端張拉兩種情況,對于比較短的直線預應力鋼筋,要盡量選擇一端張拉法,在張拉過程中,要保證孔道中心線與鋼筋張拉力作用下重合;對于曲線預應力鋼筋,要盡量選擇兩端張拉法,在張拉過程中,要保證孔道中心線末端與鋼筋張拉力作用線重合。
4預應力混凝土施工質量控制措施
4.1加強施工材料管理
在施工過程中,為確保預應力混凝土施工質量,施工單位要加強施工材料管理,在正式施工前,施工單位要對配制混凝土拌合物的水泥、集料等進行認真的檢查,保證水泥沒有出現受潮、變質等現象,保證集料的粒徑符合相關規定。在配制混凝土拌合物時,施工人員要對水泥的用量進行嚴格的管控,確保混凝土拌合物的綜合性能符合設計要求。
4.2加強施工過程管理
在水電水利工程施工中,施工任務比較重,施工質量要求比較高,因此,施工單位必須加強施工過程管理,注重機械化施工管理,合理的劃分施工區域,科學的組織施工,并協調好預應力混凝土施工與其他工序的關系,從而為預應力混凝土施工質量提供保障,確保水電水利工程的順利進行。
5結語
土石壩是目前世界壩工建設工程中應用最為廣泛和發展最快的一種壩型。與其他壩型相比較,無論從經濟方面還是從施工方面,土石壩具有絕對的優勢,據不完全統計世界土石壩占大壩總數的82.9%,而在中國土石壩數量占到大壩總數的93%.
因土石壩的施工所用材料一般采用就地開采,同時在施工中充分利用各種開挖料,包括當地土料、石料或混合料,土石壩的施工即是將這些材料經過拋填、輾壓等方法堆筑成的擋水壩,故土石壩又稱作當地材料壩,對于壩體材料以土和砂礫為主時,稱土壩;以石渣、卵石、爆破石料為主時,稱堆石壩;當兩類當地材料均占相當比例時,稱土石混合壩。
土石壩按施工方法的不同,土石壩可分為:碾壓式土石壩、沖填式土石壩、水中填土壩和定向爆破堆石壩等。其中應用最為廣泛的是碾壓式土石壩,其主要特點是對基礎要求低、適應基礎變形強。
土石壩按壩高可分為:低壩、中壩和高壩。而高壩筑壩技術是近代才發展起來的。
碾壓式土石壩按照土料在壩身內的配置和防滲體所用的材料種類,又可分為均質壩、土質心墻壩、土質斜墻壩、多種土質壩、人工材料心墻壩、人工材料面板壩等。
土石壩是歷史最為悠久的一種壩型。其優點包括:就地取材,節省鋼材、水泥、木材等重要建筑材料,減少了建壩過程中的遠途運輸;結構簡單,便于維修和加高、擴建;土石壩的壩身是土石散粒體結構,有適應變形的良好性能,因此對地基的要求低;施工技術簡單,工序少,便于組合機械快速施工。其缺點是壩身一般不能溢流,施工導流不如混凝土壩方便,粘性土料的填筑受氣候條件影響較大等。
土石壩建設最大的病害即是滲流。如何控制和預防滲流是土石壩工程建設中最主要的工作之一。
所謂滲流,即是指由于填筑土石壩的土料和壩基的砂礫是散粒體結構,顆粒間存在大量的孔隙,因此具有一定的透水性。當水庫蓄水后,在水壓力的作用下,水流必然會沿著壩身土料、壩基土體和壩端兩岸地基中的孔隙滲向下游,造成壩身、壩基和繞壩的滲漏。假如這種滲流是在設計控制之下,大壩任何部位的土體就不會產生滲透破壞,則為正常滲流,此時滲流量一般較小,水質清澈透明,不含土壤顆粒,對壩體和壩基不致造成滲透破壞;反之對能引起土體滲透破壞,或滲流員過大且集中,水質渾濁,透明度低,使壩體或壩基產生管涌,流土和接觸沖刷等滲透破壞,這種影響蓄水興利的滲流則為異常滲流。
根據我國早期的土石壩工程的資料統計,由滲流而引起的破壞事故對于中小型水庫而言,漫壩沖垮者最多,其次就是滲漏導致垮壩,由此可見滲漏造成的潰壩問題是相當嚴重的。因此確保對壩體和壩基的滲流控制是保證土石壩安全的一項重要措施。
滲流控制的控制理論是在工程實踐中的發展和運用起來的,是實踐反饋的結果,其中滲流的基本原理、滲流場的分析方法、土體滲透穩定性三大部分,是滲流控制理論的基礎。而滲流控制技術是滲流基礎理論的實施措施,它主要包括灌漿技術、反濾壩技術、土石壩壩坡滑動破壞加固技術、土石壩壩體灌注粘土漿加固技術、壩體和壩基的密度加固技術、土工合成材料加固技術以及防滲墻及其壩體壩基加固技術等。
總結起來產生異常滲流的原因有以下幾個方面:①壩體填土與排水體之間的反濾層設計不正確,層間系數過大,或施工時有錯斷混層現象,或填土不夠密實,過大的滲流使填土向排水體流失,都會造成反濾層破壞失效。反濾層在整個防滲體系中是尤為關鍵的環節,即使前面的防滲體裂縫或出現滲漏通道,只要反濾層工作正常,排水降壓,滲漏破壞就不會擴大。②防滲體沒有直達基巖或底部連續可靠的粘土層,在開挖截水槽時,因施工困難,半途而廢,從而留下隱患。③土石壩兩岸岸坡產生臺階狀。應該開搶成較平順的坡度,為減少開挖可以變坡,在上下兩坡度轉折處,兩坡角之差不應大于15°~20°,若有平臺,則平臺處填土高度與平臺的兩端的填土高度,高差懸殊沉陷量突變,容易產生裂縫,導致滲透破壞。
如何組織科學有序的施工,提高工程質量,控制滲流是整個過程成敗的關鍵。我認為土石壩過程在施工中應從以下幾個方面進行控制:
①做好基礎處理,必須萬無一失。很多大型土石壩,必須要滿足壩基承載力及基礎防滲的情況下,完成基礎處理的穩固后,方可進行填筑施工,特別是在深覆蓋層上修建工程,基礎處理工程量大、不可預見因素多,需要經常采用防滲墻、振沖、帷幕灌漿、固結灌漿等對地基進行綜合處理。
②掌握當地地質、水文氣象資料,控制好施工工期的季節性 土石壩對水文氣象的因素極為敏感,在雨季,土料的含水量影響極大,直接制約著大壩填筑,施工強度將受到影響;對于度汛期的施工,應編制具有針對性的施工方案。土石壩工程,一般不允許漫頂過流,對開挖工程、混凝土工程、灌漿工程以及填筑工程均有不利的影響,因此必須要提高月填筑強度,方能按安全渡汛的要求按期達到攔河高程。
③確保工程所用料場開采土、石料的材料質量 料場對土石壩的重要性不言而喻,卻也是最容易影響大壩順利填筑的軟肋。根據工程實踐,一般而言,料場的地質勘探工作深度遠不如壩址,特別是填筑量最大的堆石料,往往僅靠幾個探洞或地形勘查進行地質描述,進場后,與招標文件發生變化的可能性很大,無法形成大規模開采條件,直接影響大壩填筑級配是否得到保證。在防滲土料方面,含水量的高低也成為大壩能否快速填筑的關鍵,因此,完善而慎重地進行料場復查及復勘工作顯得尤為重要,搞好料場復查和儲量計算,做到心中有數。
此外材料的碾壓試驗也是非常重要的一項工作。對土石壩而言,碾壓試驗是填筑前最為重要的技術參數論證工作,也是確定大壩能否順利填筑及確保大壩安全的重要環節。碾壓試驗工作的好壞,直接影響壩體的填筑。
碾壓試驗中還需對防滲土料的含水量進行確定及調節,同時還應確定好對堆石料灑水量。此外,為確保土石壩填筑質量,土石壩工程的施工必須要求進行試坑取樣,只有在填筑面碾壓合格并能過驗收后方可進行上一層填筑。
作者:何長春 單位:徐州消防支隊
隨著我國現代化城市建設的快速發展,建筑施工工地成為當前城市中最常見的作業場所。建筑工地是一個多工種,立體交叉作業的施工場地。施工現場存在火災隱患多、出入人員雜亂人為潛在火險因素多的特點。極易發生建筑工地火災,給國家財產和人民生產安全造成巨大損失。2004年3月16日庫爾勒市唐明房產綜合樓施工工地發生特大火災,過火面積1799m,直接財產損失400余萬元。因此,認真研究火災發生機理,最大限度地減小傷亡事故,是每位消防工作者和安全工作者面臨的課題。事故樹分析方法是安全系統工程中進行系統安全分析的核心,是安全評價的基礎。它應用數理邏輯方法,從一個可能的事故開始,一層一層逐步尋找引起事故發生的觸發事件、直接原因和間接原因,并分析種種事故原因之間的相互邏輯關系,是一種演繹分析方法。其目的是識別導致事故的基本事件與人為失誤的組合,為人們提供避免或減少導致事故基本原因的線索,從而降低事故發生的可能性,對導致事故災害事故的各種因素間的邏輯關系作出全面、簡潔和形象的描述,便于邏輯運算,進行定性、定量分析和系統評價。其優點是以系統、綜合的觀點,運用系統安全工程的方法對各類事故進行系統安全的分析,著眼于事故的整個過程來找出事故的本質原因。本文用事故樹分析法來分析當前建筑施工現場火災事故。通過分析對施工現場火災事故的各種因素及邏輯關系做出全面闡述,并根據施工現場火災事故的發生,發展過程,找出行之有效的防治措施,防止該類事故的發生。為施工現場的消防管理和監督提供理論依據,并且為該類事故的安全評價提供科學、可靠的參考依據。
1建筑施工現場火災危險源的識別
根據經典的著火三角形原理,燃燒的發生必需具備可燃物,助燃物,和點火源三要素,在施工現場火災中助燃物即為空氣可以不考慮。由此可以看出,施工現場火災事故的發生必須具備可燃物和點火源兩個條件。同時燃燒的產生并不意味著一定發生火災,只有在燃燒失去控制的情況下,火災才發生。因此火勢的蔓延也是施工現場火災事故所考慮的一個重要方面。(1)引發起火的易燃、易爆,可燃物。建筑工地存放著大量的屋面墻面保溫材料、建筑裝修材料、油氈紙、草墊子、油漆等可燃材料及汽油、柴油、油漆等易燃、可燃液體。同時建筑工地中的作業棚、倉庫、宿舍、辦公室,廚房等設施,絕大多數都是用可燃材料搭設而成的臨時建筑,耐火等級低。另外,施工時遺留的廢刨花、鋸末、油氈紙頭也都是易燃、可燃物。(2)觸發起火的點火源。施工現場明火作業特別多,在工程施工高峰期間,電焊、氣焊、熬制瀝青、噴燈、煤爐,以及在冬季施工中,水、砂子、河石等均要用火加熱,還有工人宿舍、休息室內的取暖、食堂的用火用電等。施工現場臨時電氣線路多,缺乏系統正規的設計,電氣線路縱橫交錯。同時由于管理不力,電氣線路老化現象較多,容易發生漏電短路,超負荷用電等火災隱患。施工現場人為起火因素多。由于建筑施工的工藝特點,各工序之間都相互交叉、流水作業,建筑工人常處于分散、流動狀態,亂動機械,亂扔煙頭現象時有發生。(3)火勢蔓延因素。建筑工地內低耐火等級的臨時建筑多,而且往往相互連接,缺乏應有的防火距離,所以一旦起火,尤其遇到風天,蔓延非常迅速。一般工地往往只有臨時消防水源,在某些重要臨時設施附近放置幾個手提式滅火器,不可能設置比較完善的施工現場消防設施,并且施工人員的消防常識大多比較匱乏,所以很難及時地將發生的火災遏制在初起階段。
2建筑施工現場火災事故樹的建立與分析
2.1事故樹的建立從火災事故的機理來看,起火和火勢蔓延是建筑施工現場火災造成損失和傷亡的主要影響因素。而起火和火勢蔓延又是由多個因素綜合影響制約的結果。根據上述事故樹分析的原理,結合施工現場的實際情況,充分考慮施工現場火災發生的各項因素,可以作出施工現場火災事故樹(圖略)由事故樹可知,造成促使該事件發生的初始原因有16個,分別用X1,X2,,來表示,這些原因即為事故隱患。在眾多情況下,并不是所有的初始原因都同時發生。只有當部分的初始原因發生時,就可以使頂上事件發生,這些集合稱為割集,即導致頂上事件發生的集合。如果割集中任意去掉一個基本事件后就不是割集,那么這樣的割集就是最小割集。最小割集是頂上事件發生的充分必要條件。應用布爾代數簡化,共得到81組最小割集,整理結果列于表1中。在事故樹中,某些基本事件不發生,頂上事件就不會發生,這些不發生的基本事件的集合稱為徑集。在同一事故樹中,不包含其他徑集的徑集稱為最小徑集。即如果徑集中任意去掉一個基本事件后就不再是徑集,那么該徑集就是最小徑集。所以,最小徑集是保證頂上事件不發生的充分必要條件。同樣利用布爾代數法,得到該事故樹的最小徑集列于表1中。共得3組。結構重要度分析,是從事故樹結構上分析各基本事件的重要程度。即在不考慮各基本事件的發生概率的情況下,分析各基本事件對頂上事件發生所產生的影響程度。基本事件結構重度可以由下式得到:公式略式中:k為事故樹包含的最小割集合數目;m為包含第i個基本事件的最小割集合數目;R為包含第i個基本事件的第j個最小割集合中基本事件的數目。各基本事件的結構重要度計算結果見表1。(1)在邏輯門結構中,或門表示至少一個輸入事件發生時,輸出事件就發生,或門相當于一個通道不能起到控制作用;而與門表示僅當所有輸入事件都發生時,輸出事件才發生,因此它能起到控制作用。可見事故樹中或門越多,危險性也就越大。從施工現場的事故樹圖來看,事故樹中或門較多,而與門較少。所以從與門與或門的數量比例來看,可知該系統的危險性是比較大的。這與施工現場火災事故的多發,頻發特征是相吻合的。(2)任一割集就是造成系統分流短路的分支集合。事故樹中有幾個最小割集,頂上事件發生就有幾種可能;最小割集越多,系統就越危險,最小割集反映了系統的危險性。最小割集中基本事件數越多,事故就越難發生;反之,基本事件數越少,事故發生就較容易。從分析計算可以看出,由于該實例的最小割集有81組,表明導致事故發生共有81種途徑。事故樹分析中,最小割集有如下兩種用途:①在進行施工現場火災事故的分析時,人們可以從k1開始,依據k1提示的{X1,X14,X6}三個基本事件逐一檢查、核實和分析,就可以確定事故是不是由k1所造成的,這樣就可以檢查出基本原因。②可以利用最小割集來制定預防事故發生的措施。由最小割集定義可知,當每一割集中的全部基本事件同時發生時,則頂上事件就發生。因此若對第ki個割集中的基本事件發生條件破壞一個,則該割集失去了造成事故的危險。所以可以通過對以上事故樹的分析,為施工現場的火災事故調查和事故的預防提供理論依據。(3)從最小徑集來看,它是使頂上事件不發生的各基本事件不發生的基本組合。在事故樹中,如果最小割集比較多而最小徑集比較少,則用最小徑集來分析更方便。在本事故樹中,其中最小割集81個,最小徑集3個,因而用最小徑集來分析則比較方便。只要采取3個徑集方案中的任何一個,施工現場火災事故即可避免。由該事故樹的3個最小徑集可以看出,第一個方案并不容易實現,因為施工現場的可燃源大多都是施工中的必要材料;第二方案雖然基本因素較多但是應用于施工實際中最可能實現,只要注意施工過程中的用火,電氣焊作業,加強線路和個人行為的管理,加強可燃存儲的管理,即可以有效的預防;第三方案表明只要是阻止了火勢的蔓延,即使是起火,也能有效地防止施工現場的火災,但由于施工布局的必要性和局限性,這種控制火勢的方法并不可取。所以通過對比分析筆者認為第二種方案為最佳方案。(4)基本事件結構重要度越大,它對頂上事件的影響就越大,反之亦然。從上表結構重要度一欄中,可以看到不同的基本事件在系統中結構重要度是不同的。在該事故樹中,基本事件X14,X15,X16結構重要度最大。表明控制火勢的擴展在施工現場火災事故的控制中也是相當重要的。
3施工現場火災事故防治策略
通過對上圖事故樹的定性分析,為理論上防止施工現場的火災提供了依據。但是由于施工現場的誘發火災事故因素的復雜性,單一的采用某個方案控制火災的發生并不現實,只有通過對各基本因素的綜合考慮,多方控制才能有效地減少和防止火災事故的發生。結合施工現場的具體實際情況。可以從以下幾個方面著手,建立防治措施。
4結論
(1)加強施工現場易燃、易爆、可燃材料的管理,及時清理作業遺留的可燃廢渣,并遠離火源,電源。在含有易燃物品作業場地嚴禁吸煙和動用明火。(2)加強對明火作業、電氣焊割等過程的管理。(3)加強對電氣線路和電氣設備的規范安裝和日常檢查管理。(4)配備完善的消防設施和消防器材。(5)加強對施工隊伍管理和消防安全培訓,提高員工的消防安全意識和消防技能。(1)本文在充分認識施工現場火災特點的前提下,根據著火和火災發生的基本原理,從可燃物、點火源、火勢蔓延三個方面分析了作為事故樹基本事件的施工現場火災危險源。(2)編制出了施工現場火災事故樹,并從最小割集,最小徑集,結構重要度三個方面分析了施工現場火災事故。對各種因素及邏輯關系做出全面的描述,對事故的發生進行全面的、系統的分析。為確定施工現場火災的預防措施提供了依據。(3)通過對事故樹的分析,從理論和現實的角度綜合考慮,提出了施工現場火災事故防治的策略。為施工現場火災事故的防治提出了切實可行的措施。
隨著高層建筑的迅速發展,現澆鋼筋混凝土結構日益增多,由此帶動模板工程在材料、形式、構造和施工工藝上的全面發展。模板工程已經成為與工程成本、工程質量、施工進度和施工安全息息相關的重要因素。模板工程的結構體系化、材料多樣化和使用多能化是當前發展趨勢,由此出現了專業的模板公司。高層建筑的許多模板工程都是由這些專業的模板公司來完成,以保證模板的科學型、安全性和合理性。過去,模板設計停留在圖板上,主要依靠人工完成,計算量多,繪制量大,重復環節多,費時費力,效率很低;現在,有了模板工程的計算機設計軟件,可簡化許多繁瑣的工作。特別是配板設計,取決于流水段的劃分、構件的幾何特征、模扳的規格標準、施工方式和工程造價等許多因素,組配上需要多次進行嘗試和分析,不僅繁瑣復雜,而且難以精確評估,手工幾乎無法完成,必須依靠計算機技術。
2模板工程設計軟件的模型
目前,現澆鋼筋混凝土結構所采用的模板技術已經從散支散拆的木模板向工業化、多樣化和體系化的模板發展,形成了組合式、工具式和永久式三大系列。通過分析,我們選擇目前被廣泛使用的組合式鋼模板,把它作為計算機模板工程設計軟件的研究對象,模擬組合式鋼模板的整個設計過程,這叫做構造計算機設計模型。內容包括:研究人機關系,建立邏輯聯系,最后推出有文字、有數據、有二維圖形和三維圖形等所需的信息。
2.1人機關系
模板設計一般包括方案選擇、技術設計、圖形繪制和材料統計等主要環節,整個設計過程可歸結為重復性工作和創造性工作兩個部分。計算機存儲量大、運算速度快和精確度高,可進行各種復雜的、枯燥的計算和畫圖等重復性工作;而人類具有創造性的思維,能根據已有的知識和經驗,按照實際情況和具體目標,作出判斷和選擇對策,是創造性的工作。因此要充分考慮了人機配合的方式和效率,把人機的特點有機地結合起來,實現了簡便和直觀的圖形設計,具體方式:
(1)人工干預方式;
(2)人機交互方式;
(3)計算機自動方式。
系統可通過用戶的界面圖形、操作程序和控制手段,將各個設計環節和不同的工作方式有機地結合起來,模擬模板人工設計的工作進程,使設計者按照熟悉的工作方式進行設計和決策,有利于提高工作效率和設計質量。
2.2邏輯聯系
把數字通過一定的關系轉化為文字、表格和圖形,然后進一步深化,在屏幕上建立可以作和被控制的基本單元。它具有基本內容,包括知識更深的文字、表格和圖形,圖形可為二維平面和三維實體。如:墻、梁、板、柱等鋼筋混凝土構件,平模、填充板和角模等各種規格和類型的模板,支撐、螺栓和吊鉤等配件。基本圖形用幾何數據和屬性信息來描述。幾何數據有形狀、尺寸和幾何特征;屬性信息有名稱、編號、材料和其他相關對象。對象和對象可以通過這種邏輯關系相互轉換,以得到所需的不同信息,可操作控制和自動控制。整體模型的構造是將每個設計環節的主要過程抽象成系統的操作對象。在模板設計中,可以調用墻、梁、板、柱,可以是平模、填充板和角模,也可以是支撐、螺栓和吊鉤,通過數據交流轉變成控制程序,各操作對象可調用和控制相關的基本圖形,以得到所需的信息。
3模板工程設計軟件的模型實現
3.1基本原理
系統研制要按照軟件工程的設計思想,經過研究、分析、系統設計、程序編制和軟件測試等階段,在一定的計算機語言和圖形環境下,采用模塊化設計方法,將整個系統按設計進程劃分為平面設計、方案設計、技術設計、材料統計和標準組合鋼模板數據庫這五個模塊,各模對以相應的操作程序以便使用。系統綜合地應用了交互式圖形學、數據庫和人工智能技術,將圖形實體與數據對象鏈接起來,建立了圖數一體化的管理機制,通過交互技術和智能處理的有機結合,實現了圖形交互設計過程中的智能化和自動化。
3.2圖形交互設計
圖形交互設計是由用戶和計算機通過傳遞一定的信息所進行的圈形操作過程,主要具有以下技術特點:
(1)有用戶界面圖形
采用Windows圖形界面,主要以窗口、按鈕、菜單三要素組成,與AutoCAD界面融為—體。屏幕布局和操作手段不僅遵循人的認知規律,也符合設計者的操作習慣。
(2)人機通訊方式
系統采用交互式的圖形操作方式,綜合了菜單、問答和命令語言三種用戶與系統的通訊模式。
(3)圖形交互技術
實現人機之間的信息傳遞,主要包括語言交互和圖形交互。
(4)容錯處理
在設計中,用于處理用戶在操作過程中出現錯誤。
3.3圖數一體化管理
模板設計需要存儲和處理大量數據,各種對象的定義、操作、程序和模塊之間的連接,實際都關系到數據和數據流的管理。問題在于如何在數據管理中實現幾何圖形和屬性數據的相互轉換,將圖形對象和設計參數集成—體,這是實現圖形交互設計的關鍵所在。利用AutoCAD圖塊實體可包含屬性特征的功能:
(1)對不規則的圖形對象和各種設計圖,可將這類數據存儲在信息實體中,相當于把一個包含不可見屬性的塊而放在一個凍結的圖層上。由于該圖層不能生成其他實體,也不能被修改,所以不會出現數據丟失的問題,這樣信息實體與圖形實體一一對應,可形成圖形和數據之間的雙向鏈接。
(2)對于形狀規則的圖形對象可定義為塊的實體并用塊的屬性來描述相應的設計參數。修改圖形對象,相應的參數和屬性會隨之改變,而其中某些參數的改變還會自動修改相關的對象。例如:修改摸板設計時,若通過交互作圖修改角模,其邊長和夾角等數據會被自動修改,這時只要拾取相鄰的模板,系統就會根據新的角模數據自動修改該模板的長和高等并改變圖形。
關鍵詞:項目施工 技術 經濟分析
1.施工組織設計中的技術經濟分析
施工組織設計,是指對施工組織的籌劃。根據作用、性質、編制對象和階段的不同,一般又分為施工組織總設計、單位工程施工組織設計和分部工程施工組織設計。
進行施工組織設計應遵循的原則是確保重點、分期分批施工,科學安排施工順序,在保證工程質量的前提下,縮短工期、加快進度;采用流水施工作業、保證施工的連續性和均衡性、節奏性;貫徹建筑生產專業化方針,不斷提高施工機械化水平;恰當安排冬雨季施工項目,提高施工的連續性和均衡性;堅持質量第一的思想,確保工程質量;盡量利用永久設計的目的,就是通過合理的施工組織,保證工程質量、縮短工期、節省工程費用。
1.1施工組織總設計的技術經濟分析
1.1.1施工組織總設計的技術經濟指標
評價施工組織總設計中施工方案和施工進度計劃的經濟指標如下所示。
1.1.2施工組織總設計中技術經濟分析
1.1.2.1施工組織方案的技術經濟分析指標
施工組織主要解決在施工中空間布置與時間安排問題,以確保工程質量、縮短工期、降低成本。在施工組織中又分為“施工技術與組織方式”、“施工進度計劃的編制”和“施工總平面圖的布置”三部分內容,其技術經濟分析的指標體系如下。
①施工技術與組織方式編制階段
它解決的主要問題是確定施工高峰期時所投入的勞動力,確定總控制工期,選擇大型施工機械,確定保證質量、安全、節約、連續、均衡施工的措施,采用新技術的技術組織措施;安排主要施工項目的施工順序和方案,設計質量保證體系。
②施工進度計劃編制階段
施工進度計劃編制階段產生出經過優化的施工進度計劃,并在此基礎上對勞動力作細致安排。
勞動力不均衡系數K= >1.5 符合要求!
③工方案評價的指標體系
A技術性指標:占地,技術工作、工程質量的保證體系,施工的均衡性等。主要有:主要工種工程施工不均衡系數,主要材料、資源消耗不均衡系數,勞動力不均衡系數。
B經濟性指標:
a施工單位固定資產與流動資金占有量;
b工程成本:包括人工費、機械設備使用量、施工現場管理費等;
c主要專用設備需要量;
d主要材料,資源耗用量;
e鋼材、木材、水泥的節約量;
f勞動生產率。
C、效果指標:主要有工程總工期、各分部、分項工程工期。
工程總工期
路基工程
涵洞與排水工程
防護工程
路面工程
D、其他指標:反映施工組織方案特點的其他指標有:
機械化施工程度=×100%
工廠化施工程度=×100%
臨時工程投資比例=×100%
1.1.2.2施工方案的技術經濟分析
施工方案的優選,可以用很多方法。在評價施工方案的經濟效果時,一般不考慮使用過程中的經濟效果,但是,如果由于施工方案的不同而對工程項目今后的使用有較大影響時就要考慮對使用的影響而帶來的節約或損失。
對施工方案的分析,既要定性分析,又要定量分析。定性分析主要是根據經驗對施工方案的優缺點進行分析,例如工期控制是否恰當,分段流水作業是否合理,總平面布置是否充分利用場地,時候能體現文明施工,方案是否先進等。定量分析要對各項主要指標進行科學計算,然后進行分析比較,最后結合定性分析與定量分析計算確定施工方案。
通過定量和定性分析,該工程大部分采用機械施工,其中在路基工程中挖方采用挖掘機挖裝土石方;填方采用推土機、平地機配合人工進行填方;爆破采用機械打眼,推土機清運,裝載機加自卸汽車運土石方。涵洞工程組織流水作業,蓋板集中預制后安裝。路面工程采用機拌機鋪基層,集中廠拌汽車運輸攤鋪,真空吸水流水作業水泥混凝土面層。
1.2單位工程施工組織設計中的技術經濟分析
1.2.1單位工程施工組織設計中的技術經濟分析
單位工程施工組織設計包含的內容有施工方案的確定(施工方案的確定、施工方法的選擇、施工機械的選擇、流水作業的組織),施工進度計劃的制定,施工平面位置的布置等,其評價用的技術經濟指標同前。通常選擇工期指標、勞動力消耗均衡性指標及勞動生產率指標作為分析評價的主要指標。
1.2.2單位工程施工方案的技術經濟分析
施工方案涉及到確定施工方法,選擇施工機械,組織流水作業等內容。根據所提出的施工方案的技術經濟特征,就可以根據技術經濟評價的基本原理和方法,對其進行技術經濟分析評價。如本工程在路基工程中挖方采用挖掘機挖裝土石方;填方采用推土機、平地機配合人工進行填方;爆破采用機械打眼,推土機清運,裝載機加自卸汽車運土石方。涵洞工程組織流水作業,蓋板集中預制后安裝。路面工程采用機拌機鋪基層,集中廠拌汽車運輸攤鋪,真空吸水流水作業水泥混凝土面層。
1.3施工工藝方案的技術經濟分析
施工工藝方案,主要是指分部(分項)工程的施工方案,如主體結構工程、路基工程、路面工程等以及構件安裝、水平或垂直運輸、大體積混凝土澆注和運輸以及模板安裝等。施工工藝方案的內容主要包括施工技術的選擇和相應的施工機械設備的選擇及工藝流程的確定等。
1.3.1施工工藝方案技術經濟評價的指標
施工工藝方案技術經濟評價采用的指標有:
A技術性指標。
B經濟性指標。主要有:
a工程施工成本:主要用施工直接費成本表示;
b主要專用機械設備需要量;
c施工中的主要資源消耗量。
C效果指標
效果指標主要反映采用該工藝方案后所能達到的效果,主要有:
a工程效果指標:它包括工程工期、工程效率等指標。
b經濟效果指標:可用成本降低額或降低率、材料(資源)節約額或節約率來表示。
1.3.2施工工藝方案的技術經濟評價
施工工藝方案,由于采用的工藝流程不同,選擇的施工設備不同,涉及的施工技術和方法不同,必然產生不同的技術經濟效果。在工程施工中,應根據工程特點和擁有的技術力量、機械設備及施工能力,以及客觀環境條件,在保證工程質量和工期的前提下,優先采用經濟適用的施工工藝。
2.工程項目施工生產中的技術經濟分析
2.1工程質量的技術經濟分析
工程質量,不僅僅指工程產品的性能、壽命和可靠性,還包括它的適用性。從某種意義上講,質量就是使用價值。只有具有價值和使用價值的產品,才能獲得良好的經濟效益。
2.1.1質量經濟效益的衡量
質量經濟效益可表示為質量經濟效益與改善產品質量的費用的比值或差值,用公式表示為
質量經濟效益=質量效益/質量成本
質量濟效益=質量效益―質量成本
2.1.2質量成本
質量成本是指在產品質量上發生的一切費用。包括內部故障成本、外部故障成本、鑒定成本和預防成本。
2.1.3質量成本分析
質量成本分析,就是對質量成本進行分析。采用的方法有質量成本/直接生產的工日(工時)分析法、質量成本/利潤分析法、質量成本/工程總成本分析法等。
2.1.4質量效益 即工程質量取得的效益。
2.2工程成本的技術經濟分析
工程成本分析是對成本構成和影響成本的因素所作的技術經濟分析。
2.2.1成本分析對象和內容
成本分析對象包括全部工程、單位工程和竣工工程,分析內容包括人工費、材料費、施工機械使用費、其他直接費、施工管理費等各成本項目。
2.2.2分析方法
成本分析的方法主要有:相對數分析法、比較法、因素法等。
2.2.3全壽命成本與質量優化
除了分析工程成本以外,還應分析工程的全壽命成本。全壽命成本是指在壽命周期內所發生的費用,通常由投資費用、經常性費用和殘值三部分組成。
通過全壽命成本分析,來研究最佳質量標準,確定質量目標和項目使用年限,在理想的質量目標與全壽命成本費用之間進行權衡,確定最佳方案。
【關鍵詞】房地產開發項目;施工階段;環境影響評價
中圖分類號:F293.3 文獻標識碼:A 文章編號:
一、前言
文章就房地產開發項目施工階段環境影響的研究背景、意義及相關作用做了詳細的介紹,如何采取合理的環境影響評估方式和程序是文章的重點。同時重點提出了在施工階段需要注意的相關環境問題。
二、房地產開發項目施工階段環境影響評價的研究背景
我國1979年確立的環境影響評價制度為各地區的社會經濟建設的發展指明了方向,成為了合理確定地區發展的產業結構、產業規模和產業布局、強化環境管理的有效手段。多年的實踐表明我國的環境影響評價從理論探索發展到較健全的法律法規體系,成為了具有中國特色的環境保護法律制度,已形成了較完整的技術導則、評價標準和管理體系.隨著社會的不斷進步,房地產建設項目環評中出現了很多新的環境污染墮待考慮,增加了該類項目的環境影響評價的范圍和內容。
三、房地產開發項目施工階段環境影響評價的研究意義
環境影響是指人類活動(經濟活動和社會活動〕對環境的作用和導致的環境變化以及由此引起的對人類社會和經濟的效應。環境影響評價就是要對上述作用、變化以及效應進行評估,并制定避免或減輕不利影響的對策措施。作為預防環境污染的一項重要的環境政策,環評的實施對于我國的環境治理和污染防治起到了很重要的作用,為了保障人們對環境質量的最低要求,從環保角度進行房地產環境影響評價,論證房產開發項目環境影響評價的技術要點,突出房地產建設項目環評特點,體現房地產與外部環境之間影響的相互性具有重要意義。
四、環境影響評價的概念及作用
1.環境影響評價的定義
環境影響評價是指對擬議中的開發建設活動可能對環境產生的物理性、化學性或生物性的作用、可能造成的環度變化、對人類健康福利的可能影響,進行系統的分析和評估。并提出減少這些影晌的對策措施。
2.環境影響評價的作用
環境影響評價的作用包括①使決策者明確無誤地了解開發活動對環境的影響、風險和后果,通過綜合考慮環境因素來做出正確決策。②維護有價值的生態過程和歷史遺產領地。避免自然資產的不可逆損失和破壞。確保開發活動不超出自然資源的潛力和容量。3.保護人們的身體健康和公眾利益,保護生活質量和生活方式不遭破壞。此外,環境影晌評價還可以協調開發活動參與者及有關人員的意見,使擬議建設項目更環保、更經濟;通過公眾參與提高全社會的環保意識.通過污染者付費措施使環境破壞的代價內部化等等。
五、環境影響評價的方法及程序
1.環境影響評價的方法
環境影響評價的方法很多,其中主要包括:
指數評價法。其基本原理是:假設評價苑圍內有多種污染物,并且這些污染物之間沒有明顯的激發或抑制行為,那么,各污染指數之和就等于環境質量指數。環境質量指數越高,環境受污染程度越高;反之,越低。
專家評價法,其基本原理是:將專家作為索取信息的對象,組織環境領域或多個領域的專家,運用專業方面的知識和經驗對環曉質履進行評價。其最大特點是對于某些難以量化的因素,如社會政治因素、美學因素等,做出定性評價,有時可以在缺乏足夠原始資料的情況下進行。(三)公眾評價法,是公眾參與建設項目環境影響評價的一種評價方式,這在我國(環境影響評價法)第五條中有明確規定:“國家鼓勵有關單位、專家和公眾以適當方式參與環境影響評價。”此外,環境評價中有時還會用到類比法、模糊綜合評價法、經濟學評價法及運籌學評價法等。
2.環境影響評價的程序
環境評價的主要程序為:
評價方案的制定(確立評價對象、范圍、重點、標準及方法)。
實施預側評價(廣泛調查和基礎信息資料收集)。
給出評價結論。
報告編制。
注意:不同分類的環境評價往往具有不同的評價程序。
六、房地產開發項目施工階段應注意的問題
1.大氣污染防治
揚塵控制揚塵是施工期最重要污染因素,施工單位應做好下述工作:
拆除平房,應當保留水源,對舊房澆水后再拆除,防止粉塵飛揚。
拆除樓房,應當組織力量集中拆除,盡量縮短拆房時限。
拆除舊房的建筑渣土應當在拆除后三日內清運。
施工工地邊界設置高度2米以上的困擋。
遇到干燥、易起坐的土方工程作業時,應輔以灑水壓塵,盡量縮短起塵操作時間。四級或四級以上大風天氣,應停止土方作業,同時作業處覆以防坐網。
易產生揚塵的建筑材料。應采取密封存儲、設置圍檔或堆砌圍墻、用防塵布苫蓋等措施。
設置洗車平臺,完善排水設施。防止泥土粘帶。
(八)運輸車輛尾氣控制做好施工現場的交通組織工作,避免因施工造成交通阻塞,導致運輸車輛滯留,從而排放更多的車輛尾氣。
2.水污染防治
(一)施工廢水施工單位需設置沉淀池,施工廢水經沉淀處理后,循環使用。同時,應做好建筑材料和建筑廢料的管理,避免地面水體二次污染;在施工工地周界應設置排水明溝。在施工過程中應加強對機械設備的檢修,以防止設備漏油現象的發生;施工機械設備的維修應在專業廠家進行,防止施工現場地表油類污染,以減小初期雨水的油類污染物負荷。
(二)施工人員生活污水建設單位應建設標準化臨時宿舍,使生活污水接入到市政污水管網排放,防止污染附近河流水質和項目區地下水水質。
(三)固體廢物污染防
建設單位必須按照市容環衛、環保和建筑業管理部門的有關規定對建筑垃圾進行處置。將混凝土塊連同棄土、磚瓦、棄沽等外運至指定的垃圾堆放場所或用于回填低洼地帶,建筑垃圾中鋼筋等回收利用,其它用封閉式廢土運輸車及時清運,不能隨意拋棄、轉移和擴散。防止出現將垃級隨意倒入附近河道的現象。
七、房地產開發項目施工階段環境影響評價中需要注意的問題
在房地產設計、施工、運行等階段中,對于房地產開發項目的環境影響評價是一種過程,其重點在房地產開發項目決策和開發建設活動開始一前,體現出環境影響評價的預防功能。決策后開始開發建設活動,通過實施環境.監測計劃和持續性研究,環境影響評價還在延續,不斷驗證其評價結論,并反饋給房地產開發項目決策者和開發者,進一步修改和完善其決策和開發建設活動。房地產開發項目環境影響評價的主要內容主要有地理位置;地貌、地質和上壤情況,水系分步和水文情況,氣候與氣象;礦藏、植被、水產、野生動植物、農產品、動物產品等情況;大氣、水、聲、上壤等環境質量現狀;環境功能情況(特別注意環境敏感區)及重要的政治文化設施;社會經濟情況;人群健康狀況及地方病儲況;其他環境污染和破壞的現狀。
房地產開發項目環境影響評價的主要原則一般按環境要素(大氣環境、水環境、聲環境、生態環境等)分別進行。預測的范圍、時段、內容及方法應根據其評價工作等級、工程與環境的特性、當地的環境要求而定。同時應考慮在預測范圍內,規劃的房地產建設項目可能產生的環境影響。
結束語
房地產開發項目施工階段環境影響評價研究的核心內容還是處理好在開發過程中人與自然環境的關系,即在滿足開發條件的前提下讓人與自然和諧相處,這是一個復雜且艱巨的任務,需要大家共同的努力。
參考文獻:
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[3]梁寧,王敦球,游少鴻,林華.環境影響評價工作中存在的問題及對策探析[J],資源環境與發展.
關鍵詞:龍泉山一號隧道;監控量測;量測數據分析
1 工程概況
龍泉山一號隧道是成(都)簡(陽)快速路(成都段)一標控制性工程,隧道進口位于成都市龍泉驛區柏合鎮新光村牌坊灣緩坡地帶,出口位于柏合鎮石碑子村,蘆溪河西岸,龍泉驛至元寶公路上部斜坡地帶,毗鄰寶獅湖。左線最大埋深194m,右線最大埋深195m。隧道進口、中部、出口線間距分別為15.567m、27.5m、18.631m。
隧道區域屬構造剝蝕低山地貌,地形起伏較大,坡面多為坡殘積層或坡崩積層覆蓋,覆蓋層厚0~3m,局部3~6m,地表植被多為桃樹、枇杷果園,局部為旱地,陡坡荒山地帶多為灌木及雜草,植被發育。隧道進口端位于牌坊灣鄉村公路附近坡麓緩坡,坡麓地帶多發育東西向沖溝,系季節性流水溝谷,隧道進口地表均被覆土掩蓋,未見基巖,隧道出口附近地表基巖多,坡面零星分布坡殘積粘土。
路線區主要地質構造類型為臥龍寺向斜和龍泉驛斷層,臥龍寺向斜軸線走向為N5~15°W,與路線交于ZK3+008(YK3+006)m,交角為78°,隧道橫穿臥龍向斜。龍泉驛斷層于路線交于ZK1+870m附近,交角為75°,斷層破碎帶由斷層角礫及斷層破碎巖組成。
該區內地層巖性簡單,上覆蓋層主要為人工填筑土和坡殘積粘土,下伏基巖為泥巖夾泥質粉砂巖、鈣質粉砂巖、砂巖、泥巖和斷層壓碎巖。
隧道進口段ZK(YK)1+730~ZK(YK)+810m地表
為素填土,洞內圍巖主要為碎塊狀強風化泥巖夾砂巖,
屬Ⅲ級硬土~Ⅳ級軟石,為V級圍巖。洞內ZK(YK)1+810m~ ZK(YK)2+010m段圍巖為斷層壓碎巖,為紫紅、褐黃、灰白、棕紅等雜色,由泥巖、泥質砂巖等受擠壓形成,其中泥巖多呈土狀,巖體破碎,屬Ⅲ級硬土~Ⅳ級軟石。洞內ZK(YK)2+010m~ ZK(YK)2+900m段圍巖為中風化泥質夾泥質砂巖,厚、巨厚層狀,局部夾薄層砂巖,偶夾石膏,巖體相對完整,構造節理發育,屬Ⅳ圍巖。隧道出口洞內ZK(YK)2+900m~ ZK(YK)3+580m段地表坡殘積粘土覆蓋較溥,下伏基巖為碎塊狀強風化泥巖,洞內巖層主要為中風化泥巖,屬V級圍巖。
本區位于四川盆地的西緣,屬于川西褶皺帶與川中,川北褶皺帶的交接部位,新華夏系第三沉帶―四川沉盆地之龍泉山褶皺帶中,構造跡線主要呈北北東向,路線沿線主要地質構造類型有褶皺和斷層。
2 量測的價值和意義
隧道施工現場監控量測是新奧法的重要組成部分,它不僅可以指導隧道安全施工,也是認識和理解隧道圍巖動態的基本途徑。本文利用數學上的回歸分析方法來處理量測的數據結果,從而提高監測結果的可靠性和實用性。
3 非線性回歸分析基本原理
在現場監控量測中,由于量測條件、外界環境影響,加之操作時的人為因素,給測試數據不可避免地帶來了偶然誤差,實測值需經過一定的數學處理才能加以應用,因此必須進行數學上的回歸分析,找出時間(t)和位移(u)兩個變量之間相關關系的函數關系式,從而獲得能較準確反映實際情況的典型曲線,修正位移――時間(u~t)曲線中按實測數據所描述的散點分布,找出位移隨時間變化的規律,并推算出位移的極限值,為監控設計提供重要信息。在一般的現場測試中,所測數據大多數是反映兩個變量間的關系,這類問題的分析包括一元線性回歸和一元非線性回歸兩種情況。在現場測試與工程試驗中,兩個變量之間多數不是線性關系,而是某種曲線關系。如何選擇恰當的曲線,可進行一元非線性回歸分析,其方法步驟如下:
⑴ 選擇能代表兩變量x與y之間內在關系的函數類型。 表1 YK1+765m周邊收斂位移實測值
⑵ 求出兩變量x與y相關函數中的未知參數。欲求非線性函數關系中的未知數,首先是把非線性的函數關系變換成為線性函數關系,然后按線性函數求未知參數的方法求出未知參數,再由參數變換式求得選定的曲線函數的未知參數,而得到曲線函數回歸方程。
4 數據的分析
洞內周邊收斂位移與拱頂下沉一元非線性回歸分析,現取YK1+765m斷面的周邊收斂位移實測值,列于表1中:
選擇指數函數u=a(1-e-bt)作為該組數據的回歸曲線。
下面求未知參數a、b: 若已知兩個函數u1=a(1-e-bt1),u2=a(1-e-bt2),當量測時間t2=2t1時,則可采用兩倍時差法求解回歸系數a、b。
由u1/u2= a(1-e-bt1) /a(1-e-bt2)
= (1-e-bt1) / (1-e-bt2)
=1/(1+e-bt1)
解得a= u12/(2 u1- u2)
b=ln〔u1/(u2- u1)〕/t1
取t1 =17,t2 =34,
u1 =19.34,u2 =28.72
則得a=37.554
b=0.043
圖1YK1+765m斷面周邊水平位移實測值散點曲線及回歸曲線圖
故回歸函數為u=37.554(1-e-0.043t),對此函數進行求導結果為:0.043*37.554*e-0.043t=1.615* e-0.043t。
現將該回歸曲線與實測位移值散點曲線畫在同一圖上,如圖1所示。
從上面的時態曲線及對求導結果進行分析,可以看出該斷面洞周收斂值較大,最大值約為30mm。曲線開始段變化速率較大,一般在2.00mm/d~4.00mm/d
之間,最大收斂速率為4.45mm/d,尤其是暴雨過后,收斂速率更大,持續變形時間約一個月;接著圍巖變形量處于緩慢增長階段,速率明顯降低,持續時間10天左右,最后,圍巖變形基本趨于穩定。
現把YK1+765m斷面拱頂下沉位移實測值列于表2中。
選擇指數函數v=a(1-e-bt)作為該組數據的回歸曲線。同理,求出未知參數a、b。
取 t1 =20,t2 =40,v1 =54.83,v2 =63.02
則得 a=64.458b=0.095
故回歸函數為v=64.458(1-e-0.095t) 對此函數進行求導結果為:=0.095*64.458* e-0.095t=6.124* e-0.095t
現將該回歸曲線與實測位移值散點曲線畫在同一圖上,如圖2所示。
圖2YK1+765斷面拱頂下沉實測值散點曲線及回歸曲線圖
從上面的時態曲線及對求導結果進行分析,回歸曲線開始段與位移實測值擬合有一定的誤差。同時還可看出該斷面拱頂累計沉降量較大,數值約為65mm。曲線開始時拱頂下沉速率較大,幾乎成直線式增長,持續時間約為一個月;接著圍巖變形量進入緩慢增長階段,持續變形時間為一周;最后圍巖趨于穩定。
(2)結果分析
該斷面量測中周邊位移變化與拱頂下沉變化相似,在經過大約25天后,周邊收斂值變得比較穩定,收斂位移變化值較小。該斷面圍巖在32天后已經基本穩定。
按《公路隧道施工技術規范》規定,當隧道周邊位移及拱頂下沉速率有明顯的減緩趨勢及周邊位移速率小于0.1~0.2mm/d或拱頂下沉速率小于0.07~0.15mm/d時,可以進行二次襯砌的施作,鑒于該斷面滿足上述要求,圍巖已基本穩定,故應盡快進行二次襯砌的施作。
5 結語
(1)根據曲線圖回歸分析,YK1+765m里程斷面拱頂下沉和周邊收斂變化趨于穩定,能真實綜合反應圍巖動態和初期支護狀態.本工程在進口淺埋偏壓段根據量測數據處理結果,及時調整和優化施工方案和工藝,未發生大的安全事故,取得了良好的經濟效益。
(2)由于巖體生成條件與地質作用的復雜性,施工條件的復雜性,以及對工程設計參數的精確要求,通過量測數據和數學上的回歸分析,可以在施工過程中對圍巖動態和支護結構工作狀態態進行監測,并用監測結果修改初步設計,指導施工。
6 參考文獻:
[1] 《公路隧道施工技術施工規范》(JTG F60-2009);
[2]陳建華.超前地質預報與監控量測在隧道施工中的應用(J).山西建筑,2009;