轨道交通工程技术范文

关键词:城市轨道;特大桥梁;连续刚构;现浇箱梁;悬臂法;施工技术

中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：

1.施工控制技术

1.1施工控制的重要性

在桥梁施工过程中,由于设计参数误差(如材料特性、截面特性、徐变系数等)、施工误差(如制造误差、安装误差等)、测量误差及结构分析模型误差等原因,以及温、湿度和时间等因素的影响,将导致施工过程中桥梁的实际状态(线形、内力)与理想目标存在一定的偏差,当偏差累积到一定程度时如不及时加以识别和调整,成桥后的结构安全状态将难以得到保证,且已施工梁段上的线形误差将永久存在,导致成桥状态偏离设计理想状态。

施工控制就是在悬臂施工过程中,监测主墩和主梁结构在各施工阶段的应力、变形和温度变化情况,以及时了解结构实际行为。根据监测数据,确保结构的安全和稳定,并通过计算分析来调整确定下一梁段的立模高程,保证结构受力合理和线型平顺,为大桥安全顺利地建成提供技术保障。

1.2施工监测系统

施工过程中针对结构设计参数、几何状态、应力、预应力、温度等部分进行监测。

1.3施工控制流程

大跨度连续刚构桥的施工控制是“施工-测量-识别-修正-预测-施工”的循环过程,其基本原则是确保施工过程中大桥结构的安全,在此前提下再对大桥施工过程的结构变形、应力(变)进行双控,确保大桥最终线形和内力满足预期要求。大跨径梁桥施工过程复杂,影响参数较多,如结构刚度、梁段重量、施工荷载、混凝土收缩徐变、温度、预应力等,求解施工控制参数的理论设计值时都假定这些参数为理想值。为了消除因设计参数取值不确切而引起的施工与设计的不一致性,就需要在施工过程中对这些参数进行识别和预测。对于重大的设计参数误差,提请设计方进行理论设计值的修改,对于常规的参数误差则通过优化进行调整。

1.4理论计算建模

本工程主桥有限元模型按61个步骤计算工况,反映了设计的每个施工过程,共设187个节点、170个单元、3种材料特性、15种几何特性,节段施工10天。

按照施工和设计确定的施工工序,以及设计提供的基本参数,应用桥梁结构分析程序对施工过程进行正装计算,获得以下控制数据的理论值:①各施工梁段的立模标高;②各施工梁段的状态变量值,包括移动挂篮、浇注混凝土、张拉预应力索各工况对应的梁段挠度、控制截面应力、应变等;③典型状态下如合拢前后状态、二期恒载前后状态全桥标高及控制截面的应力和应变值等。

1.5施工监控思路

在本工程施工监控中,把成桥通车3年后的主梁状态,包括应力、线形等作为最终目标,施工中对应各工况下的主梁各控制截面的应力、标高作为中间控制目标和调整参数的依据;立模标高作为监控控制和调整重点;各工况对应产生的主梁挠度变形和应力变化作为观测的着眼点和计算参数分析的出发点。采用基于最小二乘法的最优化参数识别算法,体现桥梁施工的自适应控制思想。

⑴采用本工程设计资料和设计参数的规范值,进行正装迭代计算。对成桥和主要施工阶段的变形、设计线形等进行计算并与设计方相互校核对比,找出两组数据的差别和校核其原因,反复计算直至两套数据基本接近为止。

⑵根据对实际施工情况的观测,反馈调整桥梁设计参数。通过挂篮的试压结果获得挂篮的变形值,进一步调整其纵梁刚度;对挠度变形、应力应变的实测值与理论值的偏差,通过参数识别法拟合出新的设计参数将其缩小,如主梁容重、弹性模量、梁刚度、混凝土收缩徐变系数等,依次调整计算下一梁段的控制数据。

1.7应力监控

⑴应变测点布置

每梁跨的支点布置10个测点,其它普通节段的中间截面布置4个测点;DD068#墩距墩底2m断面布置4个测点;DD067#墩距承台顶面2m及墩顶2.0m两个断面各布置6个测点。采用埋入式振弦式应力计配合读数仪,精度在±0.2MPa以内,每一施工节段浇筑混凝土前后、预应力张拉前后均进行应力测试。

⑵测试方法

根据施工控制实施细则,在典型控制截面处埋设应变计,对每一施工梁段的每一工况,包括移挂篮前后、浇注混凝土前后、预应力张拉前后等都进行应变观测,并与理论值比较,以掌握主梁内部应力情况,确保施工期主梁安全。应变测试程序为:应变计埋入前检查和测初值-混凝土浇筑后测试初读数-测试混凝土浇筑后工况应变。

1.8现场温度观测

采用长沙某公司生产的JMZX-215B型应变计,测取应变和温度,每梁跨的支点、#"L、#$L截面,各截面布置10个测点,DD037#桥墩距墩顶2m处截面布置6个测点。桥墩应变及温度测点导线顺着桥墩引出至桥面,箱梁应变及温度测点导线引出桥面,各导线均进行编号和接头保护。

1.9监控成果

挂篮施工前观测挂篮试压情况,了解挂篮的弹性变形和残余变形情况;开始挂篮施工后,多次观测浇注前后挂篮的变形情况,对后续立模标高(考虑挂篮变形)的确定十分重要。在对每一工况及时观测的基础上,认真分析实测值与理论值的差别,多方查找原因并及时对相关数据和参数作出调整。本工程施工监控取得了令人满意的结果,根据测点在各工况下挠度变化曲线(图略)的实测值与理论值,立模标高误差大部分控制在±5mm以内,各工况下的变化值控制在±15mm以内。

2结论与评价

该大桥于2009年11月中旬浇筑第1节段DD68#墩0#节段混凝土,并于2010年8月初完成最后一个中跨合拢段DD066#～DD067#墩间合拢段混凝土浇注,历时一年多的施工监控顺利、圆满完成,根据监测结果并结合理论分析,可得出如下结论:

⑴大桥悬臂浇注施工立模标高误差控制在±5mm内,各工况下的变化值控制在±10mm,满足规范要求;

⑵各施工工况下,实测各截面的应力在控制范围内,各阶段实测值与理论值较为吻合,说明结构模型和理论分析方法是准确的;

⑶大桥两中跨合拢高差均在20mm以内,小于规范限值,实现了高精度合拢(以梁底线形为主进行控制),顺利完成体系转换,支座设偏量正确,成桥后的梁体线形美观,满足设计及规范要求。

总之,在业主和监理、施工及设计方的支持与配合下,经多方合作,顺利完成了大桥施工监控工作,确保大桥安全、高精度合拢,成桥后的线形和应力均满足设计及规范要求,达到了施工控制目的和要求。在该大桥施工监控中,把成桥状态作为施工监控的最终目标;把施工的中间一系列状态作为中间控制目标和调整参数的依据;把立模标高作为监控工作控制和调整的重点。

根据对实际施工情况的观测,反馈调整桥梁设计参数。通过挂篮的试压结果,获得了挂篮的变形值,进一步调整挂篮的纵梁刚度;对挠度变形、应力应变的实测值和理论值间存在的差别,通过参数识别法拟合出新的设计参数,使理论值和实测值的差值达到最小,并依次调整计算下一梁段的控制数据。通过监控实施,本大桥监控成果如下:悬臂浇注施工立模标高误差控制在±5mm内,各工况下的变化值控制在±10mm;各施工工况下,实测各截面的应力在各阶段实测值与理论值较吻合;两中跨合拢高差均在20mm以内,实现了高精度合拢。通过采取上述几项施工监控技术措施,有效地解决了轨道交通特大桥梁施工控制的一些难题,为今后类似工程的施工控制提供了可借鉴的理论数据及施工经验。

参考文献

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关键词：城市轨道；机电技术；现状；发展

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.02.223

0前言

2015年末，全国26个城市开通城轨交通运营，运营总里程3618公里，以重庆为例，截至2016年10月，重庆轨道交通运营线路共有4条，包括1、2、3、6号线（含6号线支线）。重庆轨道交通在建线路共有5条，包括4、5、9、10号线和环线，以及其它延伸线（如1号线尖璧段、6号线支线二期等），在建里程230余公里；除9号线外，其余主要在建线路计划于2017年底先后通车，届时预计运营里程将达350公里；到2022年，预计运营里程将近500公里；总体规划共18条线路。各类人才需求约2万人，大大超过现有人才供给能力，不仅对人才引进造成严峻形势，更使队伍结构不合理、队伍素质有差距等问题加剧。基于该条件我们对城市轨道交通机电人才的培养迫在眉睫，刻不容缓。

1我国城市轨道机电技术专业人才需求的现状。

城市轨道交通机电技术专业人才的需求，是在城市轨道交通迅猛发展的必然结果。当前从事城市轨道交通机电技术专业的技术人员主要是来自其他企业是机电一体化、机电设备等专业的人员。这些技术人员基本没有通过系统专业的培训，只是在就业工作以后取得了较为丰富的相关实践经验。正是由于这些技术人员进入轨道集团后专业知识的缺失，使得城市轨道交通对新进员工的入职及专业能力培训上花费了大量的人力和财力。

而针对于我城市轨道交通机电技术专业来说，所接触到的工种也更加专业。现消防系统检修、环控系统检修、照明系统检修、电扶梯系统检修、AFC设备检修等都归属于城市轨道交通机电技术专业，而就现在为止还未有城市轨道交通机电技术专业毕业，也就是现目前承担轨道交通机电技术专业岗位的技术人员为其他相关岗位的技术人员。

2我国未来城市轨道机电技术专业人才需求总体发展趋势

现目前城市轨道交通的发展情况，城市轨道交通在人员结构及人才素质方面存在以下几个问题：1.队伍结构亟需优化：主要表现在技能人员中，职业技能不高和缺乏工作经验的初级工及以下员工占比过大，有实际运营经验、技术水平高超的高技能人才占比偏小。2.队伍素质亟待提高：①基层管理人员。复合型人才不足，尤其是职业素质好，开拓能力强，管理经验丰富、具有整体性思维的优秀人才比较短缺；②专业技术人员。创新能力强、技术水平高、具有轨道交通行业经验的领军人才、科技专家和创新团队相对匮乏；③操作类员工。整体来说与岗位标准的要求有一定差距，技能水平高、动手能力强、故障处理经验丰富的操作类员工相对不足。3.队伍结构性缺失：高层次、复合型、创新型人才不足，特别是新兴领域专业人才的短缺，造成了一定程度的结构性缺失。

而根据现目前的人才需求问题加之现在城市轨道机电人才的需求。就重庆轨道交通而言，在2022年，预计运营将近500公里，而针对于现目前的城市轨道交通机电的人才需求，按3人/公里算的话，2022年将会有1500人的人才需求。

因此现正处于供需关系的风间浪头，即所需人才必须在就业前拥有与之专业匹配的合格的专业实践能力。当然开设城市轨道交通机电技术专业是现代轨道类专业群的必然，也是为现代新形式下的专业合格人才培养奠定一定的基础。

3分析城市轨道交通机电技术专业学生所需掌握的专业知识及技能

现对高职高专应届毕业生毕业后所需掌握的专业知识及技能，做了一个《重庆轨道交通（集团）有限公司岗位调研表――城市轨道交通机电技术专业》。该调研表针对应届毕业生及其他岗位转岗来而来的专业技术人员做了如下问题的收集：1.被调查人员的基本信息；2.被调查人员从事岗位；3.该岗位的日常工作；4.该岗位工作所需哪些知识及技能；5.除了专业技能以外还应具备哪些能力。随机抽取了21名调查者，结果如图1所示。

被调查员工年龄结构如图1。

被调查员工职称（职业资格）等级结构如图2。

由图1图2可知，现目前重庆轨道集团的技术员工年龄普遍偏向于年轻化，而该类技术员工的职称（职业资格）等级普遍偏低。

而针对其他问题，受调查者普遍认为自己所在的工作岗位主要是对轨道类机电设备进行维护、保养和部分维修。而对于轨道类机电设备进行维护和保养工作，对于应届毕生来说应具备一定的机械和电气类的基本知识，除了具有这些应有的专业技能知识外，还应具有对事物的分析能力及应急事故的处理能力。当然大部分受调查人员统一都都阐述了同一个观点，大学毕业生在校学习期间不仅要对自己的专业知识进行必要的掌握外，最重要的还是一定要有较强的动手能力。现目前我为止国内的高职高专院校对学生的动手能力也是非常重视的。当然针对于我重庆公共运输职业学院的城市轨道交通机电技术专业来说，我们所开设的课程中有接近60%左右的都是实训课程。而我们的理论课程，都是以理实一体化课程为主。

4总结

城市轨道交通系统，是国内及国际未来城市交通体系中不可缺少的组成部分，也是中心城市解决交通拥挤的必然趋势。从城市的可持续发展的战略来看，无论该城市目前是否有地铁，然而在总体规划的时候，总是把城市轨道交通系统纳入规划之列。目前我国的经济实力，可以有计划、有步骤的逐步实行。同时，把轨道交通系统与其他交通系统综合考虑，使之相互协调，共同发展，使城市的整体交通体系更加科学、更加完善，更好的服务于市民，更好的为城市的经济建设服务。既然有城市轨道交通发展余地，那么城市轨道交通机电技术这个核心专业的存在是必然的。该专业人才的培养也成为城市轨道这个专业群必须要迈出的一大步。

参考文献：

[1]龚杰.浅谈城市轨道交通的发展[J].科技创新与应用，2015（13）.

[2]李照星.城市轨道交通车辆和机电设备国产化发展现状分析[J].城市轨道交通，2008（06）.

轨道交通工程技术范文篇3

关键词：轨道交通暗挖隧道方法技术措施

中图分类号：C913文献标识码：A

1.工程概况及地质情况

1.1工程概况

某暗挖隧道全长约700m，覆土厚度约10~12m，采用矿山法施工，正线设人防段一座，设施工竖井及横通道一座。

本区间衬砌类型为复合式衬砌，初衬采用喷射混凝土+格栅钢架措施，二衬采用模筑钢筋混凝土，衬砌之间设防水层。辅助工程措施采用超前小导管浆、深孔注浆、掌子面喷射混凝土封闭。

该工程位于市区，地上、地下均有障碍物和城市管网，且施工中涉及到排水及地下管线等多项地下工程，施工中需要协调和沟通的部门较多。同时该工程位于交通流量较大地段，施工期间需要合理解决施工区段道路顺畅。

1.2地质情况

根据钻探资料及室内土工试验结果，按地层沉积年代、成因类型，本标段内沿线勘探范围内的土层划分为人工堆积层（Qml）、新近沉积层（Q4al）第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、第四系上更新统冲洪积层（Q3al+pl）四大层。

根据收集线路附近地下水位资料，由于地下水开采较为严重，施工区域45m深度范围内地下水类型以潜水为主。水位普遍较深，整体地下水位埋深沿东西方向呈漏斗状，漏斗中心地下水位埋深达55m，地下水位向东西两个方向逐渐变浅，水位埋深一般在25～50m之间。根据地质勘察报告，本区间未进入潜水层，地下水位埋深在38m以下，且未见上层滞水，区间不需降水施工。构造相对稳定地带，无新构造活动迹象。沿线地势平坦，未发现有泥石流、滑坡、采空区、岩溶、有害气体等不良地质作用。

2.各工序主要施工方法及技术措施

2.1竖井施工

1、竖井施工方法

该暗挖隧道设施工竖井一座，竖井施工采用“倒挂井壁法施工”。地表以下1.0m为竖井井圈锁口范围，采用C40模筑砼。井身支护采用钢筋格栅+钢筋网片+喷砼＋小导管联合支护。

2、竖井施工主要技术措施

1）为避免竖井变形，在竖井开挖及支护时，角部设工22a型钢斜撑，支撑纵向间距1~1.5m，近马头门处支撑适当加密。

2）为了密实初支与壁后土体的空隙采用壁后回填注浆。

3）当井壁上有涌水时，预埋胶管，把水引入积水坑，抽排出井外。

4）竖井支护同时预埋梯步预埋件。

2.2隧道开挖施工方法

该隧道标准断面采用台阶法施工，洞内开挖采用机械配合人工开挖，上部采用弧型开挖，预留核心土的断面面积应大于开挖断面面积的50%，确保掌子面稳定。开挖遇到沙层或不稳定地层应及时喷射混凝土封闭掌子面；拱部开挖每循环进尺0.5m，随即施作格栅钢架网喷砼初期支护。并在拱脚两侧设Φ42锁脚锚杆并与格栅钢架焊连防止拱部下沉，下部左右两侧交错开挖，及时连接钢格栅，并尽快封闭成环。

施工中应进行严格的监控量测，并根据量测结果来调整开挖参数。开挖时要由上至下逐层开挖，严禁欠挖、超挖。当穿越砂土地层时，首先采用超前小导管注浆加固地层，开挖进尺严格控制在设计要求以内。必要时缩小每循环进尺，保证开挖面的安全。

2.3超前注浆加固

为加固掌子面前方地层，保证开挖工作面稳定，采用小导管超前注浆措施。小导管沿拱部120度布设，环向间距为0.3m，水平倾角为15°。注浆浆液选用水泥-水玻璃浆液，压力控制为0.3-0.5MPa。注浆采用注浆压力和注浆量双控原则，单根小导管注浆量按照扩散半径0.25m进行计算。注浆结束后检查注浆效果，并对注浆薄弱部位进行补充注浆。

2.4格栅加工及安装

1、格栅加工

格栅钢架在地面工厂加工，加工时做到尺寸准确，弧形圆顺，格栅钢架焊接长度满足规范要求；焊接成型时，沿钢架两侧对称进行，格栅钢架主筋中心与轴线重合，连接孔位置准确。

2、格栅安装

格栅钢架间距为0.5m，采用连接筋内外双层交叉布设进行焊接，间距1m。

2.5钢筋网片加工及安装

钢筋网片采用A6.5圆钢焊接而成，网格尺寸为150mm×150mm。网格尺寸允许偏差为±10mm。钢筋网搭接长度为1-2个网格，允偏差为±50mm。钢筋网应与隧道断面形状相适应，并与锚管和格栅钢架焊接牢固。

2.6初支后注浆

初支背后注浆注意以下几点：

1、初期支护完成后需要进行初支背后注浆，确保初支背后填充密实。初支背后注浆滞后开挖掌子面不能超过5m。

2、注浆采管长0.5m，沿拱部及边墙布置，拱部环向间距为2.0m，边墙环向间距为3m，拱部及边墙纵向间距均为3m，梅花形布置。

3、注浆压力控制为0.1-0.3MPa。注浆工艺同超前小导管注浆。浆液采用1:1纯水泥浆液，具体配比根据现场试验确定。

2.8深孔注浆

本区间暗挖隧道矿山法下穿多处构筑物及管线管沟。为控制隧道掘进时的土体变形，增加隧道拱部的抗压强度及粘结性，保证隧道施工时上方构筑物及管线的安全，对围岩进行深孔注浆预加固。深孔注浆的范围是拱部初支外2.5m+初支内1m。采用双重管无收缩注浆工法，注浆液采用水泥-水玻璃双浆液。注浆孔数为13个，深度为12m，单排布设，以达到稳固土体的预期目的。

3.监控量测

施工过程中为了明确工程施工对原始地层的影响程度及可能产生失稳的薄弱环节。并通过现场监测信息反馈和施工中的地质调查，及时调整支护参数和采取相应的工程措施，优化施工工艺，达到工程优质、安全施工、经济合理、施工快捷的目的，应做好监控量测工作。

3.1初支位移量测

区间隧道的开挖，改变了围岩的初始应力状态，而由于围岩应力得以重新分布和周边应力得以释放，致使围岩产生变形，以致于横通道周边初期支护产生不同程度的净空内向位移。因此，洞室开挖初支后必须及时安设测点进行初期支护位移量测。并根据量测结果来判断围岩和支护结构的稳定性。

3.2收敛量测

采用收敛仪进行量测，来确定洞室周边两点相对位置的变化，从而计算出两点连线上的相对位移。

4.工程施工中主要对策：

1、工程实施前应对区间临近管线和建构筑物进行详细周密的调研，并应通过管线所属的管理单位了解掌握管线的现状情况，根据调研结果针对不同管线编制管线保护施工方案及安全措施。重点加强对有压管线及电力、热力、燃气管线的保护工作。对重点管线做好监测工作。

2、施工过程中加强掌子面前方超前探测工作，采用掌子面超前探孔和地面钻孔相结合的施工方法，确保施工前掌子面前方没有水囊存在。

3、施工过程中加强超前支护措施，采用先进的注浆工艺及设备，选择合适的注浆参数，确保注浆效果。施工期间加强对暗挖结构及既有管线和建构筑物的监测，编制专项监测方案并严格执行，发现变形超限及时进行相关各方论证并采取处理措施。

4、编制好隧道塌方的应急预案，做好应急演练工作，隧道内预备好足够的应急物资，加强隧道内照明和通风，确保施工人员的身体健康。

结束语：在矿山法施工暗挖隧道时应领会并严格执行“管超前、严注浆、短开挖、强支护、早封闭、勤量测的十八字方针”，同时出现任何特殊问题要及时进行信息反馈，只有做好这些，才能有效控制围岩的变形和地表及管线的沉降，确保施工质量及施工安全。

参考文献：

（1）《地铁设计规范》（GB50157-2003）

（2）《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010）

（3）《地下铁道工程施工及验收规范》（GB50299-1999（2003年版））

（4）《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204-2002,2011年版）