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工法技术论文范文

发布时间:2023-03-14 03:59

工法技术论文范文

编写要点
1、前 言:概述本工法形成过程和关键技术的鉴定及奖励情况内容。
2、特点:说明本工法在使用功能或施工方法上的特点。
3、适用范围:说明最宜采用本工法的工程对象或工程部位。
4、工艺原理:说明工艺核心部分的原理及其理论依据。
5、工艺流程和操作要点:工艺流程和操作要点是工法的重点和核心内容,要按工艺流程顺序或事物发展的客观规律进行叙述并辅以流程图、示意图等。
6、材 料: 特殊说明主要材料的规格、技术标准、质量要求等(列表)。
7、机具设备:列表说明必须的施工机械、设备、工具、仪器的名称、型号、性能、应配备数量。
8、劳动组织及安全:列表说明所需工种构成、人员数量。
9、质量要求:说明必须遵照执行的国家及有关部门、地区颁布的标准、规范名称、标准号及现行标准规范中未规定的质量要求。
10、环境要求:按照国家的有关法律法规,对环境进行保护。
11、效益分析:对采用本工法的工程质量、工期、成本等指标的实际效果进行分析,并说明所获经济效益和社会效益(社会效益必须由建设单位出具的原件、经济效益应有的数据对比)。(量化比较)
12、应用实例:说明工程项目的名称、地点、开竣工日期、实物工程量和应用效果,一项工法的形成一般需一个以上工程应用实例。

铁路工务技术论文

铁路工务技术是铁路提高综合能力、运输效益的重要基础,是确保运输安全、提升服务质量的关键环节之一。我整理了铁路工务技术论文,欢迎阅读!

浅述铁路工务大机施工作业方法

摘要:我国铁路工务线路大修中的清筛捣固以前基本以小型机具养护捣鼓为主,难以保证线路

开通时列车速度限速条件。为了实现开通时速限速要求,提高生产力,我国铁路逐渐发展成了利用

大型清筛捣固机进行捣固的主要作业方法,保证了线路的安全运营,提高了施工质量,取得了较好

的经济效益和社会效益。

关键词:铁路;工务;线路大修;清筛捣固;列车速度;限速条件;方法

中图分类号:F53文献标识码:A

一.利用大机捣固作业施工特点

1.施工简便、工艺程序清晰易懂,减少了以往小型机具及人工施工的人山人海现场,管理者易

于管理;

2.施工速度快,施工精度高,起道精度横向水平差±2mm,前后高低差10m弦量不超过4mm,拨

道精度10m弦量正矢差±2mm,这些都是人工作业很难达到的;

3.清筛干净、废料集中;

4.整道后、道床稳定性好,减少了后期巡道养护工作量;

5.开通时速可达60km/h以上。

二、施工适用范围

1.本工法适用于轨矩为1435mm新建铁路的抄平、起道、拨道、捣固作业和既有线路的维修作业;

2.宽枕线路、整体道床和无碴桥面线路均不能使用本施工工法。

三、施工工艺

1.大型清筛机工作原理

大型清筛机由挖掘电机通过减速装置带动链轮,使挖掘链进行运转,对道床进行挖掘,并由连续

运动的扒板将污碴输入清筛机构。清筛机由电机带动运转,对挖掘机构送来的污碴进行离心筛分。污

土经刮板运送,由污土清扫机构抛到路肩以外。筛网上的净碴由筛带以同等的线速度飞落到回填输送

带上,由回填电机驱动的回填输送带不断地将筛分过的净碴经分碴板分流,均匀地回填到道床。由走

行机构和筛分机构不断的运转前行,使清筛道床作业连续进行。

2.大型捣固机工作原理

大型捣固机通过对各物理量(高低、水平、正矢等)的检测,转换为电信号放大后,控制执行机

构作业,执行机构的动作使原检测的物理量发生变化,反馈给计算机,再操纵执行机构作业,一直达

到预先给定的数值,电信号消失,作业停止。

(1).比例抄平和起道系统

第2页

用于测量和修正轨道几何形状,横向抄平实现要求的超高,纵向抄平实现轨道纵向水平。

(2).拨道原理

为了保证线路的方向在作业后能达到规定范围,设置了一个闭环控制系统,只要输入理论要求,

它就能自动完成线路的拨道。

(3).捣固原理

根据钢轨类型,算定适当的捣固深度,在捣固电路的控制下,液压系统使捣固装置偏心振动轴高

速旋转,使所有镐头在道床中产生同等的压力。各对镐头独立工作,一旦一对镐头达到预定的压力值,

便自动停下来,其余镐头继续工作,直到各对镐头都达到预定压力值为止。

(4).捣固机二号位操作手输入由技术人员提供的起道量、拨道量、曲线要素等数据后由大型捣

固机的操作系统GVA装置按照线路要求自动完成抄平、起道、拨道、捣固和夯实等任务。

四、施工技术

施工前,必须编制详细的施工组织计划,召开各施工协调专题会议,统一布置施工配合、行车组

织等具体事宜。同时,要保证“天窗”时间,这是大机施工的必要条件。

1.大机施工的要求

(1).查清楚道床下是否埋有隐藏物或电缆,道床板结等不可或不利于清筛的地段,并加以标记,

大机清筛时绕过或加强警惕。

(2).轨道高程应低于设计高程10~30mm,距曲线起终点25m范围内的线路不能有拨道量和超高

设计高程的点。轨缝、轨矩、轨枕间距,轨枕方正符合《铁路轨道工程质量评定验收标准》,同时应

补齐配件,拧紧扣件。

(3).道床、道碴应补足、补均匀,使道碴与轨枕面平齐。桥上道床厚度应达到15cm以上。

(4).由于捣固车只能起道不能落道,所以对轨面超过设计高程的点要提前进行处理。

(5).技术人员应在清筛后,将所测量的拨道量,起道量的数据,用红油漆(或红粉笔)顺捣固机

作业前进方向,每5m一个点,标注在左恻轨枕斜坡上,曲线地段只标注起道量,在曲线的起点轨枕

面上标出曲线要素(曲线半径R、曲线全长L、缓和曲线长I、超高值H)并标出ZH(直缓点)、HY(缓

圆点)、YH(圆缓点)、HZ(缓直点)的准确位置。

(6).钢轨接头处和起道量超过50mm的地段,在钢轨内侧‖标记,需加强捣固。道床下埋有隐

藏物或电缆、道床板结,不能捣固地段用红色粉笔画“△”符号标明。

(7).应提前一天拆除桥上的护轮轨和平交道口铺面板、护轨,拆除加强设备如防爬器、轨矩拉

杆、钢筋混泥土防爬支撑和挡墙地段单侧护轨等。

(8).整道作业过程中,技术人员和测量工随捣固机检查标写在轨枕上的数据,并对钢轨进行编

号,验收整道线路,并将测量和验收结果汇集成表以便核对,经过验收合格当班交接,若不合格应及

时提出,立即返工,直到验收合格为止。

第3页

2.清筛作业

(1).办理区间要点封闭手续,并确认区间封闭调度命令后,将清筛机开进作业地点;

(2).在大机前后各800m设置流动防护员进行防护,防护员随清筛机作业前进而移动。

3.整道作业

(1).作业开始前,到达作业地点后停车挂泵,启动柴油机,打开主作业开关。液压阀及气动阀

按正确顺序依次接通,再将各测量小车及弦线放置到位,最后打开左右夹持振动。依据实际情况选定

作业方法,各号位人员相互联络,确认准备工作就绪。

(2).捣固作业

一号位确认拨道表指针回红区内方可接通自动拨道开关,否则,需前后移动捣固机找拨道零点,

并对准镐窝。据线路情况正确选定镐头张开宽度、捣固装置下降速度和夹持时间。作业开始时二号位

应按1‰的比率顺坡至起拨道量。各号位人员随时联系。施工时,一号位监视水平表及指示灯的变化

情况;号位监视各显示仪表、前方线路情况、记录仪等,并进行安全监视;三、四号位监视捣固装置、

夯拍器、起拨道装置是否正常,有无异响,管道有无泄露,来回巡视检查各测量小车夹钳滚轮的位置。

(3).注意事项

①.起道量在501mm以下时捣固1遍,50mm以上时捣固2遍;

②.在变更曲线超高地段,里股轨起道量大于20mm的,分2次进行起道作业;

③.捣固机捣固频率不超过20次�Mmin;

④.对一次拨道量大的区段分次拨道;

⑤.对线路方向严重不良的地段,先用捣固机进行初拨道,然后再进行精拨道;

五、质量要求

1.质量控制

(1).大型捣固机每次前移、下插镐头、抱住轨枕,要求比较准确,以免影响整道质量。

(2).测量数据标注准确,道碴匀实。

(3).捣固机定期进行标定。

(4).捣固机操作人员必须掌握机械的结构原理及性能,了解线路状态及行车规则,严格执行操

作规程和各项规章制度,操作时要准确,熟练后再逐渐提高捣固速度。

2.质量标准

捣固作业必须严格执行《线路大、中修验收标准》

(1).轨距:误差+6,-2mm;变化率不大于2‰;

(2).水平:误差不超过4mm;

(3).轨向:①直线远视顺直,用10m弦量,误差不超过4mm;②曲线方向圆顺,用20m弦量,

现场正矢与计算正矢之差不超过4mm;③曲线始、终端不得有反弯或“鹅头”;

第4页

(4).高低:①目视平顺、前后高低差用10m弦量不超过4mm;②轨顶符合设计标高,误差不大

于±20mm;

(5).三角坑误差不超过4mm。

六、安全措施

1.大机作业范围大,工种多,施工人员多,操作人员必须严格培训,持证上岗,按照安全操作规

程作业。

2.作业地段两端设置安全防护员。

3.作业期间,所有车下作业人员与捣固机的距离不得小于5m,严禁紧跟。

4.捣固机作业时,人员不能随意上下车。

5.对机械经常进行保养维修,严格交接制度,确保捣固机安全运转。

七、效益分析

利用大型养路机械明显比小机具及人工清筛整道效率高,大大减少了作业人员的数量,清筛整道

作业后,道床明显洁净整齐。行车速度在60km/h以上。一次作业合格率达100%,优良率95%以上。

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土建结构工程的安全性与耐久性
 一、土建结构工程的安全性
   结构安全性是结构防止破坏倒塌的能力,是结构工程最重要的质量指标。结构工程的安全性主要决定于结构的设计与施工水准,也与结构的正确使用(维护、检测)有关,而这些又与土建工程法规和技术标准(规范、规程、条例等)的合理设置及运用相关联。
  
  1.我国结构设计规范的安全设置水准
   对结构工程的设计来说,结构的安全性主要体现在结构构件承载能力的安全性、结构的整体牢固性与结构的耐久性等几个方面。我国建筑物和桥梁等土建结构的设计规范在这些方面的安全设置水准,总体上要比国外同类规范低得多。
  
  1.1构件承载能力的安全设置水准
    与结构构件安全水准关系最大的二个因素是:1)规范规定结构需要承受多大的荷载(荷载标准值),比如同样是办公楼,我国规范自1959年以来均规定楼板承受的活荷载是每平方米150公斤(现已确定在新的规范里将改回到200公斤),而美、英则为240和250公斤;2) 规范规定的荷载分项系数与材料强度分项系数的大小,前者是计算确定荷载对结构构件的作用时,将荷载标准值加以放大的一个系数,后者是计算确定结构构件固有的承载能力时,将构件材料的强度标准值加以缩小的一个系数。这些用量值表示的系数体现了结构构件在给定标准荷载作用下的安全度,在安全系数设计方法(如我国的公路桥涵结构设计规范)中称为安全系数,体现了安全储备的需要;而在可靠度设计方法(如我国的建筑结构设计规范)中称为分项系数,体现了一定的名义失效概率或可靠指标。安全系数或分项系数越大,表明安全度越高。我国建筑结构设计规范规定活荷载与恒载(如结构自重)的分项系数分别为1.4和1.2,而美国则分别为1.7和1.4,英国1.6和 1.4 ;这样根据我国规范设计办公楼时,所依据的楼层设计荷载(荷载标准值与荷载分项系数的乘积)值大约只有英美的52%(考虑人员和设施等活载)和85%(对结构自重等恒载。一些发展中国家的结构设计多根据发达国家的规范,就如我国解放前和建国初期的结构设计方法参照美国规范一样。至于中国的香港和台湾,至今仍分别以英国和参考美国规范为依据。这里需要说明的是,在其他建筑物的活荷载标准值上,与国外的差别并没有象办公楼、公寓、宿舍中这样大。不同材料、不同类型的结构在安全设置水准上与国际间的差距并不相同,比如钢结构的差距可能相对小些。
    公路桥梁结构的情况也与房屋建筑结构类似,除车载标准外,荷载分项安全系数(我国规范对车载取1.4,比国际著名的美国AASHTO规范的1.75约低25%)与材料强度分项安全系数均规定较低。
    尽管我国设计规范所设定的安全贮备较低,但是某些工程的材料用量反而有高于国外同类工程的,这里的问题主要在于设计墨守陈规,在结构方案、材料选用、分析计算、结构构造上缺乏创新。
  
  1.2 结构的整体牢固性
    除了结构构件要有足够承载能力外,结构物还要有整体牢固性。结构的整体牢固性是结构出现某处的局部破坏不至于导致大范围连续破坏倒塌的能力,或者说是结构不应出现与其原因不相称的破坏后果。结构的整体牢固性主要依靠结构能有良好的延性和必要的冗余度,用来对付地震、爆炸等灾害荷载或因人为差错导致的灾难后果,可以减轻灾害损失。唐山地震造成的巨大伤亡与当地房屋结构缺乏整体牢固性有很大关系。2001年石家庄发生故意破坏的恶性爆炸事件,一栋住宅楼因土炸药爆炸造成的墙体局部破坏,竟导致整栋楼的连续倒塌,也是房屋设计牢固性不足的表现。
  
  1.3 结构的耐久安全性
    我国土建结构的设计与施工规范,重点放在各种荷载作用下的结构强度要求,而对环境因素作用(如干湿、冻融等大气侵蚀以及工程周围水、土中有害化学介质侵蚀)下的耐久性要求则相对考虑较少。混凝土结构因钢筋锈蚀或混凝土腐蚀导致的结构安全事故,其严重程度已远过于因结构构件承载力安全水准设置偏低所带来的危害,所以这个问题必须引起格外重视。我国规范规定的与耐久性有关的一些要求,如保护钢筋免遭锈蚀的混凝土保护层最小厚度和混凝土的最低强度等级,都显著低于国外规范。损害结构承载力的安全性只是耐久性不足的后果之一;提高结构构件承载能力的安全设置水准,在一些情况下也有利于结构的耐久性与结构使用寿命。
  
  2.调整结构安全设置水准的不同见解
    我国结构设计规范的安全设置水准较低,与我国建国后长期处于短缺经济和计划体制的历史条件有关。但是,能够对土建结构取用较低的安全水准并基本满足了当时的生产与生活需求,而且业已历经了较长时间的考验,这是国内土建科技人员经过巨大努力所取得的重大成就;但是,由于安全储备较低,抵御意外作用的能力相对不足。如果适当提高安全设置水准将有利于减少事故的发生频率和提高工程抗御灾害的能力。国内发生的大量工程安全事故,主要是由于管理上的腐败和不善以及严重的人为错误所致。现在提出要重新审视结构的安全设置水准,主要是基于客观形势的变化,是由于我们现在从事的基础设施建设要为今后的现代化奠定基础,要满足今后几十年、上百年内人们生产生活水平发展的需要,有些土建结构如商品房屋则更要满足市场经济条件下具备商品属性的需要。国内近几年来已对建筑结构安全度的设置水准组织过几次讨论,在如何调整的问题上存在较大的意见分歧,这次科技论坛上同样反映了这些不同的见解:
    1)认为我国现行规范的安全设置水准是足够的,并已为长期实践所证明,而国外就没有这种经验。我国取得的这一成功经验决不能轻易丢掉,在安全度上不能跟着英美的高标准走;安全度高了是浪费,除个别需调整外,总体上不必变动。
    2)认为我国规范的安全度设置水准尽管不高,但在全面遵守标准规范有关规定,即在正常设计、正常施工和正常使用的“三正常”条件下,据此建成的上百亿平米的建筑物绝大多数至今仍在安全使用,表明这些规范规定的水准仍然适用;但是理想的“三正常”很难做到,同时为了缩小与先进国际标准的差距以及鉴于可持续发展和提高耐久性的需要,在物质供应条件业已改善的市场经济条件下,结构的安全设置水准应适当提高。这种提高只能适度,因为我国目前尚属发展中国家。
    3)认为我国规范的安全设置水准应该大体与国际水准接近,需要大幅度提高。这是由于随着我国经济发展和生活水平不断提高,土建工程特别是重大基础设施工程出现事故所造成的风险损失后果将愈益严重,而为了提高工程安全程度所需要的经费投入在整个工程(特别是建筑工程)造价中所占的比重现在已愈来愈低,材料供应也十分充裕。过去的低安全水准只是适应了以往短缺型计划经济年代的需要,但决不是没有风险,如果规范的安全水准较高,曾经发生过的有些安全事故本来是可以避免的,而规范的这一缺陷在一定程度上为“三正常”的提法所掩盖。在建的工程要为将来的现代化社会服务,安全性上一定要有高标准。低的安全质量标准在参与将来的国际竞争中也难以被承认,即使结构设计的安全设置水准能够提高到与发达国家一样,由于我们的施工质量总体较差,结构的安全性依然会有差距。
  
  3、结构设计规范的概率可靠度设计方法
       对我国规范的可靠度设计方法持肯定意见的专家认为这是重大的科技进步,可靠度方法对安全度的概率定义要比定值的安全系数更清晰、更科学、更合理,当然概率可靠度设计方法本身尚有不少缺陷,有待进一步修改完善。持相反意见的人则认为,结构设计规范所面向的是类型多样的复杂群体,在安全度上需要考虑的不确定性与不确知性非常复杂,并不是“从统计数学观点出发的概率定义”所能科学描述或处理;规范可靠度方法在我国十多年的实践表明,它并没有给结构设计的安全性带来明显实效,反而造成了安全概念上的某些混乱;对工程技术人员来说,结构的安全度用可靠指标和虚假的失效概率表达后变得更加不可揣摩和模糊不清,不如安全系数那样从安全储备出发的度量方法更为直观和便于处理具体工程的安全问题;现行设计规范中的可靠度方法很不成熟,存在不少根本缺陷;他们认为半概率的多安全系数方法更适用于规范,也不排斥可靠度分析的结果可以作为一种参考,在综合判断安全系数的合理取值时予以考虑。
  
  二、土建结构工程的耐久性
  
    土建结构工程的耐久性与工程的使用寿命相联系,是使用期内结构保持正常功能的能力,这一正常功能包括结构的安全性和结构的适用性,而且更多地体现在适用性上。
  
  1、土建结构工程的耐久性现状
    大多数土建结构由混凝土建造。混凝土结构的耐久性是当前困扰土建基础设施工程的世界性问题,并非我国所特有,但是至今尚未引起我国政府主管部门和广大设计与施工部门的足够重视。
    长期以来,人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到70年代末期,发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏。美国许多城市的混凝土基础设施工程和港口工程建成后不到二、三十年甚至在更短的时期内就出现劣化;据1998年美国土木工程学会的一份材料估计,他们需要有1.3万亿美元来处理美国国内基础设施工程存在的问题,仅修理与更换公路桥梁的混凝土桥面板一项就需800亿美无,而现在联邦政府每年为此的拨款只有50~60亿美元。另有资料指出,美国因除冰盐引起钢筋锈蚀需限载通行的公路桥梁已占这一环境下桥梁的1/4。发达国家为混凝土结构耐久性投入了大量科研经费并积极采取应对措施,如加拿大安大略省的公路桥梁为对付除冰盐侵蚀及冻融损害,钢筋的混凝土保护层最小厚度从50年代的2.5cm逐渐增加到4cm、6cm直到80年代后的7cm,而混凝土强度的最低等级也从50年代的C25增到后来的C40,桥面板混凝土从不要求外加引气剂、不设防水层到必须引气以及需要设置高级防水胶膜并引入环氧涂膜钢筋。而我国遭受盐冻侵蚀地区的公路桥梁在耐久性设计方面至今仍无明确要求,对混凝土保护层和强度的要求仅为2.5cm与C25,与上面提到的加拿大50年代水准一致。
    我国建设部于80年代的一项调查表明,国内大多数工业建筑物在使用25~30年后即需大修,处于严酷环境下的建筑物使用寿命仅15~20年。民用建筑和公共建筑的使用环境相对较好,一般可维持50年以上,但室外的阳台、雨罩等露天构件的使用寿命通常仅有30~40年。桥梁、港工等基础设施工程的耐久性问题更为严重,由于钢筋的混凝土保护层过薄且密实性差,许多工程建成后几年就出现钢筋锈蚀、混凝土开裂。海港码头一般使用十年左右就因混凝土顺筋开裂和剥落,需要大修。京津地区的城市立交桥由于冬天洒除冰盐及冰冻作用,使用十几年后就出现问题,有的不得不限载、大修或拆除。盐冻也对混凝土路面造成伤害,东北地区一条高等级公路只经过一个冬天就大面积剥蚀。我国铁路隧道用低强度的C15混凝土作衬砌材料,密实度和抗渗性差,不耐地下水与机车废气侵蚀,开裂与渗漏严重;对几个路局所辖的隧道进行抽样调查表明,漏水的占50.4%,其中1/3渗漏严重,并导致钢轨等配件锈蚀以及电力牵引地段漏电,影响正常运行,而1999年颁布的铁路隧道设计规范仍未能对隧道的耐久性问题采取适当的对策,如适当提高混凝土的最低强度等级和在混凝土中掺入化学纤维等。
    耐久性问题的严重性和迫切性在于我们许多正在建设的工程仍未吸取国际和国内的大量惨痛教训,还沿着老路重蹈覆辙。一些北方城市新建成的立交桥和高速公路桥,仍没有在材料性能和结构构造等方面采取必要的防治冻融和盐害的综合措施。甚至大型工程如2000年投入运行的珠海莲花跨海大桥,其主体结构在浪溅区仍采用不耐海水干湿交替侵蚀的C30混凝土与3~4cm厚的保护层厚度。
    有专家估计,我国“大干”基础设施工程建设的高潮还可延续20年,由于忽视耐久性,迎接我们的还会有“大修”20年的高潮,这个高潮可能不用很久就将到来,其耗费将倍增于当初这些工程施工建设时的投资。
    使混凝土结构的耐久性问题进一步加剧的原因有:
    1) 由于混凝土的质量检验习惯上以单一的强度指标作为衡量标准,导致水泥工业对水泥强度的不适当追求,使水泥细度增加,早强的矿物成份比例提高,这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低许可值,而国外则同时还要求不高于规定的最高值,如果强度超过了也被认为不合格,这种要求还有利于水泥产品质量的均匀性。
    2) 工程施工单位不适当地加快施工进度,尤其是政府行政领导对工程进度的不适当干预。混凝土的耐久性质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证,早产有损生命健康的概念同样适用于混凝土。国内媒体上大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥、或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程,很可能就是今后注定要花掉更多资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工期的在国外要被罚款,因为意味着工程质量有遭到损害的可能。
    3) 环境的不断恶化,如废气、酸雨,我国的酸雨面积已超过国土的30% 。
    当前迫切需要进行的工作是尽快编制桥梁、隧道、港工等基础设施工程耐久性设计的技术条例,修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。首先需要明确的是各种基础设施工程的设计工作寿命,在重要工程的设计文件中必须有使用寿命的要求和论证。当前在建的众多工程在耐久性上之所以仍然沿着重蹈覆辙的道路走,很重要的一个原因是工程设计施工技术人员在耐久性上没有可资遵循的新依据。更为严重的是现行规范中的有些条文,本身就对耐久性有害。为了提高混凝土耐久性,在混凝土中合理使用粉煤灰、矿渣等矿物掺合料是重要的技术手段,国外有的规范甚至规定在桥梁等混凝土结构中必须加入粉煤灰等掺合料,而我国的铁路混凝土桥隧施工规范仍在明文禁止使用。此外,工程技术界还存在长期形成的一些过时的看法,对改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如,顾虑会影响混凝土强度而不愿使用引气剂,而引气本应作为改善混凝土耐久性和工作性的常规手段;又如,希望加大水泥用量来保证混凝土强度,而尽可能低的水泥用量本应是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途径。
    在修订规范的耐久性要求上,交通部于2001年颁布的港工混凝土结构防腐蚀技术规范已为其它土建工程行业起到较好的示范作用。我们一方面要参照国内外已有的资料和经验,尽快编写出相应的设计施工技术文件以应急需,另一方面则要安排系统的研究项目,加大耐久性研究工作的支持力度;混凝土结构的耐久性是当前国际上结构工程学科最为重要的前沿研究领域之一,而我国在这一方面相当落后。混凝土的耐久性研究离不开原材料和环境等特定条件,需要考虑本国的特点,是不能完全依赖国外研究成果的。
    重视混凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。生产混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗国土资源并破坏植被与河床,水泥生产排放的二氧化碳已占人类活动排放总量的1/5~1/6,而我国排放的二氧化碳量已居世界第二。我国现在每年生产5亿多吨水泥,与之相伴的是年耗20多亿方的砂石,长此以往实难以为继。延长结构使用寿命意味着节约材料,而耐久的混凝土一般又应是水泥用量较低和矿物掺合料(工业废料)用量较高的混凝土,所以耐久的混凝土正适应环境保护的需要。国际上对桥梁、隧道等土木工程的设计工作寿命多为100年,有的如英国为120年。考虑到耐久性不足所造成的巨大经济损失和资源浪费,国际上近年来有要求将这些工程的最低工作寿命进一步延长的趋势,如提出城市环境中的桥梁至少应有150年。
  
  2.土建结构工程使用阶段的正常检测与维护
    结构耐久性和使用寿命的概念,与使用阶段的检测、维护和修理不能分割,对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。为了保证结构安全性和耐久性,一些工程在建成后的使用过程中,应该进行定期检测和维护。我国有结构工程的设计规范与施工规范,但没有如何使用的规范。有些工程倒塌事故,例如最近四川宜宾的南门大桥发生桥面坍落事故,就是因为桥面结构与主拱之间的吊杆在连接处发生锈蚀,如果有定期的检测要求,这样的事故很有可能避免。有些国家对于结构的损坏可能导致公众安全的建筑物与桥、隧等公共工程,强制规定必须定期检测;即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件,因其坠落后容易伤及公众,也有强制定期检测的要求。我国由于施工管理水平和事故操作人员的素质相对较差,质量控制与质量保证制度不够健全,规范对结构安全与耐久性的设置水准又相对较低,已建的工程中往往存在较多隐患,所以更有必要从法制上确定土建工程的正常使用和定期检测的要求。对于土建结构工程的安全质量,虽然政府已作出了设计与施工的责任单位和个人需对其“终身负责”的规定,但是这种要求执行起来缺乏可操作性。要将结构安全质量事故减少到最低程度,还应以预防为主,通过例行检测及时发现问题。
    从国家对公共工程建设的投资和对工程设计的要求来看,需要有工程整个使用期限即全寿命费用支出的论证。只注意工程项目建设的一次投资支出,很少考虑工程建成后需要正常维护与修理的长期费用,不但可能损害工程使用寿命和正常使用功能,而且经济上算总账会很不合算。在发达国家,由于新建工程少,用于维修的费用往往更为主要,英国1978年的土建维修费上升到1965年的3.7倍,1980年的维修费占当年土建费用总支出的2/3。我国虽是发展中国家,现在正大兴土木,可是过去建成的大量工程已经或过早老化。国内40%公路桥梁的桥龄已大于25年,加上进入90年代以后交通量猛增,超载严重,以往的设计标准又低,路、桥的维修问题十分突出。由于养护维修费用得不到保证,造成工程安全隐患并在以后需要支出更多的大修费用。在土建工程的投资上,希望有关部门能加大已建工程维修的费用。
    为加速路桥等公共工程建设,国家现在鼓励投资公司出资并给以一定期限如30年的经营收入作为补偿。如果对重要土建工程有必须进行定期检测与评估的法规,就能保证这些工程在一定期限后归还国家管理和经营时的良好功能,对于设计工作寿命为100年的桥梁,至少还可正常使用70年,而不至于30年到期后国家接收的已是一个破旧的工程。
  
  三、技术规范的作用与管理
  
    这次科技论坛对于土建结构工程技术规范的定位、作用与管理也进行了讨论并提出了一些看法。
    长期以来,受计划经济体制的影响,我们往往视技术规范为法,将规范的具体规定和要求等同于法律条文来对待。技术规范或规程,与各种技术条例、技术要求、工法、指南等技术文件一样都是技术标准,本身不具有法律作用,只当工程各方(业主、设计、施工企业)认同作为设计与施工的依据并在契约的基础上,才能作为法律仲裁的依据。将技术问题法制化并强制执行,不利于技术进步和创造性的发挥,反而容易成为推卸责任的借口。当然,政府部门从国家和公众的整体利益出发,需要在安全、环保等重大原则上对土建工程的设计施工提出必须满足的最低要求并制定相应的法规,但法规一般并不需要提供如何达到这些要求的具体技术途径和方法,后者是技术标准的任务。政府也可以原则认可或批准某些重要的技术规范或其中某些内容使用。
    企图不断加强技术规范的强制性来解决屡禁不止的工程事故,不是解决问题的有效途径。现在,有关主管部门将建筑结构设计规范中的部分条文抽出来,明确列为强制性条文,同时规定各个设计单位完成的设计,须通过有关部门或其授权委任的其他企事业设计单位的审查,而审查的主要内容就在于对照规范强制性条文的要求,其任务已类似于执法;这种做法是否明智似可商榷。我国土建工程事故频繁的原因,主要在于管理不善,特别是管理环节上的腐败;其次是施工操作人员素质低,又难以短期解决;过分强调规范的地位与作用,未能建立与规范配套的完整标准体系,比如缺乏指南、工法等更为详尽具体的技术文件,可以用来指导和规范设计与施工的各个具体环节,也有一定的关系。从设计角度看,出现事故主要不是由于没有按照规范强制性条文的规定,而是方案性的错误或忽略主要的设计条件;也有一些工程则因过去的设计标准过低,耐久性不足,在使用过程中又缺乏应有的例行检测而导致失效。其实,要做到设计规范强制条文的要求最为容易,为此请专业人士审查似无必要。重要的工程设计应规定请专业单位全面审核,其要点也应在结构方案、构造方法与计算分析的原则上。从结构设计的国家规范中抽出的强制性条文不免支离破碎,个别条文的规定也不一定适合某些地区和某些工程的具体特点,反而造成麻烦。
    我国幅员广阔,各地经济发展很不平衡,技术力量悬殊,环境条件各异,客观上要求规范能给设计人员更多灵活性,少一些强制性,这样才能更好地在规范的指导下,根据工程的特点和具体条件去解决问题。总之,在规范标准上,要摆脱计划经济年代遗留下来的过分强求统一、较少考虑个性和缺乏实事求是灵活性的倾向。要提倡和鼓励各省市编制地方性规范,在工程的安全性和耐久性标准上,可有不同的设置水准。比如上海、北京、广州这些大城市应该高些,在抗震防灾要求上,更应区别对待。 全国性的规范订得愈详细,其适用性可能变得愈差,造成的混乱也可能愈多;特别象岩土工程那样的规范更是如此。
   发达国家有关土建结构工程的规范及与之配套的各类技术标准多由行业协会或专业学会编制及管理,规范的翻新周期短,不象我们要长达10年以上。我国的学会与协会重复设置,分工不明,并且至今还依附于某一政府部门,基本上只起到政府职能部门非官方代言人的作用,距离独立和富有活力的健全机构还差的很远,如何发挥这些机构在技术标准编写和管理中的作用也是值得探讨的一个问题。建议随着改革的深入,整顿合并有关的学会、协会,加强其职能,并逐渐成为技术标准编制管理的主体。
  
  四、准备提交政府有关部门考虑的建议
  
    为了改善我国土建结构工程的安全性与耐久性,这次论坛中提出了以下建议供政府有关部门考虑,:
  1、桥梁、隧道、道路、港口等基础设施工程的混凝土结构耐久性,已是当前亟待采取措施应对的重大问题。否则,一些工程的正常使用功能和安全性将得不到有效保证,我国的现代化建设和国民经济会蒙受巨大损失,并将给生产和公众生活带来长期困扰。
    建议国家建设部、交通部、铁道部主管土建工程设计标准的部门,能对工程的耐久性要求作重点审查,明确土建工程的设计应有最低使用寿命的要求,重要工程的设计文件中应有正常使用寿命和耐久性设计的独立章节与论证;
    建议国家自然科学基金委员会能在今后一段时期内对混凝土工程耐久性的基础理论研究给予重点支持;
    建议国家安全生产监督管理局为在近期内编订有关法规标准给以立项资助;
    建议中国工程院土木水利建筑学部在其咨询研究项目中,联络国内有关专家,促进土建结构耐久性设计指导性技术条例的编制。
  
  2、土建工程使用过程中的安全性,应有定期的检测和正常的维护修理加以保证。对于重要土建工程,我国尚无必须进行安全检测的法规。在基础设施工程的投资上有重新建、轻维修的倾向,不利于工程寿命和投资效益。
    建议对桥、隧等重要公共基础设施和公共建筑物,在其使用期内实施强制性的定期安全检测。为此,需要制定法规,编制相应的技术标准;对于土建结构工程的检测与评估,需要建立从业人员的注册制度和从业机构的资质认证与监管体制。凡属已建工程的安全诊断也可一并归入这一行业。
  建议政府有关部门在桥、隧、道路等土建基础设施工程投资上,根据需要,加大工程维修费的比例。
  
  3、完善技术标准体系与管理体制,发挥学会、协会在技术标准编制、修订和管理中的作用;逐步淡化技术规范条文的强制性质;鼓励编制地方性规范(标准)和企业标准,适应不同地区在环境地质和经济、技术水平上的差异,并鼓励科技创新和技术进步。
  
  4、合理设置土建结构设计的安全水准,必须考虑工程失效的风险后果、社会的财富与资源供给、乃至公众的意向等多种因素。随着我国经济形势的巨大变化,有必要重新审视现行土建结构工程设计规范的安全设置水准,建议主管部门组织论证。桥梁等交通土建结构的风险后果较大,且由于车流、车载、车速的快速发展,在设计荷载标准值和承载力安全度的设置水准上似乎应比一般的建筑结构有更高的安全贮备。在建筑结构的安全设置水准上,建议进一步收集不同意见,包括商品房消费者的意向。我国不同地区的经济发展水平悬殊,在建筑物安全性和耐久性的要求上是否需要区别对待也值得探讨。 5我国建筑结构设计规范采用可靠度设计方法的经验及问题值得总结。可靠度方法用于不同类型结构的先决条件和难度不一,不必强求一律。建议有关部门在推广可靠度方法于各类设计规范时,广泛征集各种看法,实事求是,稳慎对待,不宜急于求成。

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  注浆技术在控制井筒涌水中的应用
  利用送压设备将能够固化的浆液材料通过钻孔注入地层中颗粒的间隙、土层的界面或岩层裂隙内,使其扩张、胶结、固化,以降低地层的渗透性,增强地层强度,防止地基沉降、变形的的注浆技术在控制井筒涌水中得到越来越广泛的应运。本文从注浆技术在控制井筒涌水中的原理出发,介绍了注浆技术在控制井筒涌水中的施工方案、方法及施工工艺,并对该技术在应用中的有关问题进行了探讨,得出注浆技术应用的在井筒涌水中优势。

  关键词:注浆技术 井筒涌水 应用 效果

  注浆技术的多层次应用在施工中已经使用普遍,具体在控制井筒涌水方面的优势已明显可现,以钱营孜煤矿副井为例 ,我们能更科学全面的认识注浆技术在控制井筒涌水中的应用,更好的利用。

  钱营孜煤矿副井井筒设计净直径6.5m,井深708m,其中表土段264m,采用冻结法施工;基岩段444m采用地面预注浆法施工。表土段内壁已于2007年4月11日套壁完毕(表土段停冻时间为4月2日),现井筒施工至井深607.7m,井筒淋水量约17m3/h左右。为保证施工安全和改善井下工作面施工条件,于2007年10月15日暂停井筒掘砌施工转为基岩段壁后注浆和表土段壁间注浆。

  二、施工工艺

  1、造浆站布置与注浆站布置

  利用井口设置Js-1000型砼搅拌机拌制浆液,制造浆液时浆液必须搅拌均匀,2.5m3吊桶接浆下送,接浆时吊桶上口设过滤筛,下至井下二层吊盘,吊桶内设扫孔器一个,继续搅拌灰浆以防沉淀;水玻璃用4个塑料桶通过吊桶送至下吊盘。

  注浆站设置在二层吊盘上,布置注浆泵一台,凿岩机一台,浆桶三个,及相应的各种管路(泵与孔口上混合器用高压胶管连接)、电缆、电器设备、信号及通讯设施等。注意设备摆设要保持吊盘重心不偏移。

  2、注浆流程为: 搅拌 贮浆桶 注浆泵 混合器 注浆管 含水层

  3、注浆顺序:

  自下而上,再由上往下往复注浆,但在最低出水层位下,应先注浆封堵水路。

  4、注浆结束标准

  注浆结束标准以注浆压力升至设计终压,且孔内不吸浆,出水点不再出水,10分钟打开孔口管放浆阀,不漏水,井壁不见出水点,全井筒涌水量不超过6m3/h,可结束本次注浆。

  三、注浆参数:

  1、注浆压力

  基岩段注浆最大压力不得大于7Mpa。水力冲孔瞬时压力不超过8Mpa。表土段夹层注浆内壁砼强度C30的,注浆压力不大于5Mpa;内壁砼强度C30以上的,注浆压力不大于7Mpa。

  2、布孔

  ①表土段:井深(绝对标高)-15m、-110.0m、-227.0m设计水平,环向均匀布置6个注浆孔。

  ②表土段壁座下方-239m(累深264m)处单独施工一排注浆孔。

  ③基岩段:以出水点为主,注浆段高不大于50m,环向均匀布置6个注浆孔,对于主要出水点则采用顶水对点布孔或在周围布孔。

  ④基岩段打眼后,若无水则用水泥药卷封堵严实,表土段则将注浆管砸入井壁并加盖预留。

  ⑤打眼用7655型风钻配Ф42钻头,孔口管采用Ф40×500mm的无缝钢管加工成马牙扣型,尾部焊挡板及1寸丝头,孔口管外壁用麻丝反复缠绕后,然后用大锤将带有保护管丝的孔口管撞入孔内,注浆管外露不超过50mm,装上注浆阀门后,连通注浆管路,进行清水试压。

  3、孔深:

  基岩段以超过井壁厚度100mm、表土段以穿透内壁且进入外壁不超过50mm为原则。

  4、浆液浓度

  水泥浆的水灰比为1:1、0.75:1,(见浆液配比对照表),水泥与水玻璃体积比为1:1、1:0.8~0.6。注浆时原则上用单液水泥浆,若井壁跑浆,则用双液浆封堵,间歇式注浆或用棉纱、铁楔先堵水眼后再注。

  浆液配比对照表

  水灰比
  水

  (kg)
  水 泥

  (kg)
  浆 量

  (m3)

  1:1
  750
  750
  1.0

  0.75:1
  712
  950
  1.03

  四、施工安全技术

  1、基岩段打眼时,如发现涌水较大或涌水中含砂时,停止钻进,立即注浆。

  2、冻结段打眼时,在即将穿透内壁时停一下,观察无异常时再进行钻进。

  3、打眼时,操作人员两侧站立,不得站在风钻后面,以防顶钻伤人。严格交接班制度,交接班时井下情况要交代清楚。

  4、吸浆笼头应加过滤罩,以避免笼头堵死,笼头工要密切注意吸浆情况,发现异常,及时处理。

  5、每孔注浆完毕后必须用水泥封闭严实,封孔工作一定要认真,要经跟班队长和技术员检查合格后方可结束;打眼所产生的盲孔都要用水泥掺水玻璃封堵。

  6、注浆时要安排专人要观察注浆压力和井壁情况,以防井壁破裂,随时观察有无漏浆现象及位置,并及时采取处理措施。

  7、若井壁漏浆严重,可以调节浆液凝固时间或采取点注方法;

  8、压力表必须安装在水玻璃的管路上,发现压力表失灵及时更换。

  9、注浆人员要尽量远离注浆孔,开阀门人员要站在混合器两侧。

  10、注浆结束以后要立即对设备和管路进行全面清洗,注浆孔口管外露部分割除。

  五、注浆效果

  1、在注浆前后对井筒进行测水并做好记录,作为本次注浆效果检验依据。

  2、本次注浆共注入水泥107.766T水泥,5.365T水玻璃,三乙醇胺11.25千克,食盐337.5千克。

  3、10月25日经建设单位和监理单位共同测水为井筒涌水5.2M3/h,表明注浆效果良好。

  通过注浆结束后的观察,井筒淋水无异常变化,原来各出水点均无出现渗水现象。因此,本次注浆对封堵井筒涌水起到了较好的效果,是一种切实可行的堵水方法,是符合中国国情的一种可行的控制井筒涌水方法,注浆技术在控制井筒涌水产生理想效果,必会产生良好的经济效益和社会效益。

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