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首页 > 期刊论文 > 土木工程盾构法毕业论文

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Cherry6151123

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摘要:本文简要论述了环境岩土工程的定义,环境岩土工程中的基本观点以及以及环境岩土工程的研究现状,并对我国环境岩土工程进行了展望。 关键词:环境岩土工程 研究 随着和、的迅速,人们越来越意识到人类活动对环境产生的两个负面:环境污染和生态破坏。因此,应运产生了一门新兴学科——环境岩土工程学。它既是一门性的工程学,又是一门学。它把技术和、经济和文化相结合的跨学科的新型学科。 1.环境岩土工程定义 环境岩土工程(EnvironmentalGeotechnology)一词,源自1986年4月美国宾州里海大学土木系美籍华人方晓阳教授主持召开的第一届环境岩土工程国际学术研讨会,并在其著名的“Introductory Remarks on EnvironmentalGeotechnology”论文中,将环境岩土工程定位为“跨学科的边缘,覆盖了在大气圈、生物圈、水圈、岩石圈及地质微生物圈等多种环境下土和岩石及其相互作用的”,主要是研究在不同环境周期(循环)作用下水土系统的工程性质。 2.环境岩土工程研究的及分类 环境岩土工程是研究应用岩土工程的概念进行环境保护的一门学科。这是一门跨学科的边缘学科,涉及面很广,包括:气象、水文、地质、农业、化学、医学、工程学等等。 环境岩土工程研究的内容大致可以分为三类: (1)环境工程。主要指用岩土工程的方法来抵御由于天灾引起的环境问题。例如:抗沙漠化、洪水、滑坡、泥石流、地震、海啸等。这些问题通常泛指为大环境问题。 (2)环境卫生工程。主要指用岩土工程的方法抵御由于各种化学污染引起的环境问题。例如城市各种废弃物的处理、污泥的处理等。 (3)人类工程活动引起的一些环境问题。例如在密集的建筑群中打桩时,由于挤土、振动、噪声等对周围居住环境的影响;深基坑开挖时,降水和边坡位移等。 3.环境岩土工程研究中基本观点及研究方法 补充: 基本观点 (1) 岩土 实践的范围是地球表层, 而地球对于宇宙来讲是一个子系统, 它的变化受其他子系统的影响, 它们之间有物质和能量的交换, 是一个开放的系统; (2) 资源是有限的。 我们 只有一个地球 , 并且随着人口的增长, 资源与人口相比越来越小, 所以我们应实施 可持续发展战略 , 而不能盲目地掠夺式地利用, 以防止对环境造成不利的影响; (3) 人类无计划的活动会毁灭人类自身; (4) 界在不断地变化, 有一些直接危害人类, 反过来人类要避开危害, 就必须采取措施; (5) 虽然 岩土工程 曾带来一些消 极影 响, 但它是由于人类认识上的片面性和的局限性造成的, 所以从上讲, 所有的环境岩土工程问题是可以解决的, 但它依赖于人们 环境意识 的提高, 岩土工程技术的进步和法制建设的健全。 研究方法 环境岩土工程是一个系统工程。它涉及许多学科领域, 所以在研究中应从学科间的交叉处着眼, 以辩证的观点和解决问题。 其次, 应用岩土工程的观点去改善环境, 使其更符合人类的生存需求。 4.环境岩土工程与相关学科的关系 与环境岩土工程相关的学科有: 工程地质学 、岩土力学、岩土工程学、地质工程、环境工程 地质学 。 工程地质学的基础理论是地质学, 指导它的理论主要是自然历史观1 它的基本理论是认为地质成因和演化过程决定地质体的工程特性, 相应地在研究方法上就是从地质体局部特性的研究, 探索地质体在生成时的地质环境以及形成地质体的地质作用和演化过程, 从而在整体上认识和把握地质体的组成和结构以及发育, 并进一步探讨和预测它在工程建筑物作用下的表现和工程行为。 工程地质学的服务对象完全是人为设计, 人为施工的建物。 这一应用性决定了工程地质学的边缘性、交叉性和综合性等特性。 所谓边缘性指它处在地质学科的外层, 位于和 工程学 科接壤的部位。 所谓交叉性表明在它的学科发展中不断吸收工程学科的理论、概念和方法, 并和地质学结合起来。所谓综合性是指工程地质学的目标是解决问题, 它是借助于地质学各基础学科的成就来综合地工作的. 补充: 岩土力学、 岩土工程 和 工程地质学 在研究对象和目标上有很大的相同之处, 是密切相邻的学科。但是岩土力学属于力学学科的边缘, 而岩土工程属于 工程学 科的边缘1 虽然对 岩土 的地质认识是建立岩土力学模型和本构关系的重要基础, 但岩土力学更偏于模型及建模后的力学研究。 岩土工程是将岩土作为工程结构物的一部分工程学科。不过岩土力学和岩土工程与其他的力学或工程学科相比, 需要更多 地质学 科的支持, 或者说更需要与地质学科的结合。 5.环境岩土工程的研究现状 20世纪50-60年代公害事件的显现,人们不断探索,反思,并已取得了基本的共识。国外对环境岩土工程的研究主要集中于垃圾土、污染土的性质、理论与控制等方面,而国内则在此基础上有较大的扩展,就目前涉及的问题来分,可以归纳为两大类:第一类是人类与自然环境之间的共同作用问题。这类问题的动因主要是由自然灾变引起的。例如 地震灾害 、土壤退化、洪水灾害、 温室效应 等。这些问题通常称为大 环境问题 。第二类是人类的生活、生产和工程活动与环境之间的共同作用问题。它的动因主要是人类自身。例如 城市垃圾 、工业生产中的废水、废液、废渣等有毒有害废弃物对生态环境的危害;工程建设活动如 打桩 、 强夯 、基坑开挖、 盾构 施工对周围环境的影响;过量抽汲地下水引起的 地面沉降 等等。有关这方面的问题,统称为小环境问题。 6.环境岩土工程的展望 20世纪90年代后,我国进入了大规模工程建设时期。从沿 海地 区开始,逐步向内陆扩展, 高层建筑 、地铁、道路、隧道等等的建设以及 城市化进程 步伐的加快向环境岩土工程不断提出新的挑战。同时,环境的变化,地震、 洪涝灾害 的频频发生,温室效应的加剧, 水土流失 ,土壤退化等大环境,也引发了一系列新的环境岩土工程问题。相对 发达国家 来说,我国的岩土工程工作者面临更为艰巨的任务。一方面,我国正处于大规模工程建设时期,有许多 工程问题 需要解决;另一方面,基于 可持续发展 要求,我们面临严峻的 环境保护 与治理工作。在环境岩土工程问题上,未来几年应重点并解决下面几个问题。其中,西部问题,包括生态环境建设与保护区域稳定性与地下工程。东部问题,包括大城市地面变形不稳定性、悬河化 水资源 、水环境等。在一些方面还急需解决的问题如下:卫生填埋场的设计问题;大规模工程建设的区域环境岩土工程问题评估;城市施工环境岩土工程问题;岩土工程手段在环境的治理中的应用等。 补充: 具体是这样了自己慢慢看把

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花花绿绿2014

下面是中达咨询给大家带来关于降低地下铁道工程造价的相关内容,以供参考。引言在1998年12月召开的第三届城市轨道交通学术研讨会上我曾对此问题提出一些看法和建议。许多有识之士在许多场合都对此问题发表了相当中肯的意见。在此次会议上,我认为有必要再次谈一谈这个问题。因为这个问题仍然是困扰我们大力发展城市轨道运输的一个瓶颈问题。扩大内需加大基础设施的建设力度,是我国经济发展的重大举措。而解决城市交通瓶颈的关键是大力发展城市轨道交通系统。主要城市对轨道交通有较大需求,建设积极性较高。如北京提出到2008年要新建线路157km总投资达638亿元,上海提出再修建193km,总投资达757亿元。但土木工程,特别是以地下工程为基本框架的地下铁道,从初期投资的造价上看,是比较昂贵的。在一定程度上,它制约了城市地下铁道的发展。因此,如何降低地下铁道的工程造价,如何认识地下铁道的经济效益就成为我们当前必须认真讨论的问题。1、经济效益的认识目前我们对地下铁道的定位是“公共事业”,是以政府的公共投资修建的、服务于城市交通的基础设施“,不是以”赢利“为目的的企业。由于其外延效益不能直接体现在自身收益中,财务效益水平普遍较差,这也是轨道交通自身的特点。因此,强调地下铁道要”赢利“的观点是不可取的。但也不能不考虑地下铁道的经济效益而盲目地发展。这里牵涉到我们对地下铁道经济效益的认识问题。从交通经济学的角度出发,地下铁道的经济效益可归纳为:直接效益:走行费用的节省;输送时间的缩短;交通舒适度的增加;交通事故的减少;司机疲劳度的减轻等间接效益:周边区域的资源开发城市人口的分散;市场圈范围的扩大,特别是以地下铁道车站为中心的市场的形成;交通运输的合理化;交通设施建设自身诱发的就业、材料等的需求增加等。这些效益是很难用“金钱”来衡量的。交通经济学正在解决如何用“经济价值”衡量这些效益的方法。我们也应该进行这方面的努力。因此,地下铁道的经济效益主要是通过上述的效益来体现的。也就是说,如综合考虑这些效益的存在和从城市的可持续发展的观点出发,地下铁道的经济效益是显著的,也是肯定的。这也是为什么在城市发展到一定水平后,纷纷修建地下铁道的原因。2、降低造价的政府主导作用但不管怎么说,地下铁道的造价是很可观的。因此,目前许多国家都非常注意如何降低土木工程造价,当然也包括地下工程的造价问题。例如日本在比较了与美国在一些丁程领域中的工程费后,明确指出:平均来说,日本的工程费约比美国高出28%-45%。因此,日本建设省提出削减丁程费的提议,提出了“降低土木工程造价的行动计划”,并制定了“降低土木工程造价的指导方针”,要求从没设计阶段开始就采取缩小结构物断面、结构物形状单纯化、构什预制化、材料规格化和标准化及施工技术标准化等5大基本措施。日本许多会社和公司纷纷响应,以提高技术水平为手段,提出了许多降低工程造价的技术措施,收到良好的效果。以地下工程为例,在盾构隧道中,减薄衬砌、缩小断面可降低工程费约30%,在山岭隧道中,缩小断面也取得较好的效果,例如新干线隧道,净空内半径从减小到,东名高速公路隧道将建筑限界的宽度缩小,使开挖断面积从230m减小到195m‘使工程费减小15%-16%。而降低工程费最显著的是东京都的12号线的小断面地铁,降低丁程费达30%以上。又如在山岭隧道中,如能控制好隧道断面的超欠挖,就可把隧道工程费降低3%-5%等等。这个经验指出,降低工程造价,必须以政府为主导,充分发挥各方面的积极性,特别是施工企业自主开发技术的积极性,群策群力才能收到预期的效果。也就是说,降低造价要有政策上的支持。3、降低地下铁道造价的基本认识总的来说,地下铁道的造价主要决定于地下铁道的规模和水准。例如莫斯科地下铁道,特别是车站,要求符合“宫殿式”的建筑。这必然大大提高修建的成本。而欧洲一些国家,则根据地质情况,因地制宜,甚至可以修成围岩裸露的车站,其成本必然很低。许多国家强调地卜铁道应该以“交通服务为本”,因此,地下铁道的效益也就体现在服务的质量上。在经济条件可能的前提下追求安全、快速、准时、舒适。可是在很长一段时间,我们的“攀比”风是相当严重的。你的车辆宽度是,我就要,你是,我就采用.你是5辆编组,我就要6辆甚至8辆编组,使地下铁道车站的站台长度愈来愈长。这都是“攀比”风所造成的。在政府的干预下目前这种风气有所收敛,因此降低造价首先要从地下铁道的规模和技术水准上着手。这一点大家都有共识。其次,我们也要认识到:“独木不成林”,地下铁道不成网,就不可能充分发挥地下铁道的功能,就不可能更好的体现地下铁道的效益。目前许多城市者6认识到这一点,纷纷加速“成网”路线的建设,这是非常正确的决策。因此,在规划地下铁道时,要从“成网”的观点来规划第l条地下铁道的建设。从客流预测、规模等加以规划。不宜把第1条线的规模搞得标准太高。第三点要指出的是,地下铁道基本上是以地下工程为主体的结构物,是属于“维修难”一类的结构物。建成后投入的维修管理费用,将逐年增加。在地下铁道的运营成本中,其比重也将逐年增加最近日本一些有识之士提出2920年的警钟。即“日本将从土建大国变成修缮大国”。2020年的结构物维修费用和改建费用,仅建设省就超过2兆亿(日元),是现在的3倍,维修费用将成为国家财政的巨大负担。因此,结构物不管是新建的还是既有的,都要建立“少维修”的设计理念,这对降低运营成本是有直接影响的。第四点就是设计要创造降低造价的条件和空间。意思是设计要为采用新技术留有余地。大家知道,施工前的设计始终是一个具有预设计性质的设计。应该容许施工单位在确保工程质量的前提下采用新技术,充分发挥施工企业采用技术方法降低工程造价的积极性。这一点我们做得非常差,这当然与设计施工体制有关。最后,我们要搞清楚,地下铁道的建设费的构成。一般说地下铁道的建设费主要由3部分构成。即:作为基础设施的土建工程的建设费,如线路、各种建筑物及其附属设施等;车辆等可移动设备以及运行系统的引导、控制、管理等设备和设施的购置费;因建设造成的损失补偿费,如搬迁补偿、对既有结构物的损伤补偿等。因此,降低建设费也必须从这3方面着手。从地下铁道的造价构成看,降造首先要从降低购置费,即设备费着手。其次是运营管理费这两项都是规划设计的问题。我这里主要谈如何降低作为基础设施的土建工程的费用问题。降低土建工程费用既要解决认识上的问题,也要解决技术上的问题。前者是基础,后者是手段。在认识上,首先应该认识到,土建工程的造价是有潜力可挖的。其次是“降造”要形成“双赢”的局面。最后要认识到,只有提高技术水平才能真正地把土建工程的造价降下来……降低造价是有潜力可挖的目前许多城市都加速了地下铁道的建设。北京、上海、广州等城市的轨道交通的里程有明显大幅度延伸的趋势,成网速度加快。一些城市的第1条地下铁道也开始修建或正在规划之中。在这种情况下,应该从一开始就关注如何降低地下铁道的造价这个永恒的课题。我们目前的工程造价水平,不好与国外比较。但就我们目前采取的人为的“降造措施来看,是完全有潜力可挖的。因为业主要求承包商,在承包额的甚础上”降造“5%-2毗,有的甚至”降造“30%以上。这只能说明造价是可以降低的。但这种”人为“的、”强行“的降造方法,实际上是以降低工程质量为代价的,是不可取的。“降造”要形成“双赢”的局面这里所谓的“双赢”,就是“降造”对业主有利,对承包商也有利。否则,“降造”就是一句空活。例如,日本规定在承包价确定以后,承包商采取技术措施而降低造价的部分,归承包商所有。这样就鼓励了承包商采用技术手段降低工程造价的积极性。这也是为什么日本的地下和隧道技术不断发展的一个重要原因。目前设计施工两张皮的体制,制约了新技术、新方法、新工艺、新材料的发展和应用。也制约了施工企业自主开发的积极性。应该改革。目前是承包商一旦获得承包工程后,千方百计地变更没计,力求把降造的损失补回来,这是可以理解的。作为业主应该把施工企业的降造积极性引到提高技术水平方向上来。日本最近实施的在投标中要有降造措施。例如降造5%,必须指明采用什么技术降造。这个做法可以借鉴。要实现这一点,就必须彻底地改变我们的投标的体制和方法……只有提高技术水平才能真正地把造价降下来。这也是本文的重点。4、降低建设费的技术措施从目前的技术发展趋势看,降低工程建设费的基本途径有:、缩小结构物断而尺以山岭隧道,盾构隧道为例,在确保必要的功能前提下尽量减小结构物的断面尺寸。例如,日本在盾构隧道中,为减小一次衬砌的厚度,采用了高强的薄管片。在瓦斯管道中,过去的管片厚度为175~200mm,改为150mm.这样使隧道外径变为3950mm.此外,为减小二次衬砌厚度,采用喷2、3mm树脂的方法,使外径从,变为,减小.这样,开挖土方量减少25%,工期缩短40%。在某一共同沟工程中,将二次衬砌省去节省造价。当然省略二次衬砌是有条件的。在山岭隧道中日本铁道公团,在北陆新干线的隧道工程中,将拱部内半径从改为,减小5cm.在舞子隧道的通风横洞(断而积80m)中,在一次衬砌的(15cm)上,增喷5cm的高强喷混凝土,而取消了厚35cm的二次衬砌。由此可见,缩小断面尺寸、主要与采用新技术,新工艺有关。如采用高强的喷混凝土和混凝土,喷射树脂等,其次在满足净空的条件下,尽可能地缩小隧道内轮廓尺寸,最终减薄二次衬砌或取消二次衬砌。例如,在增加列车运行密度的前提下,减少列车编组长度,就可以缩短车站和站台的长度。采用宽度小的车辆,也可以减少净空尺寸,从而减少坑道的开挖量。目前,我国采用的盾构管片的厚度是35cm,如果证明采用30cm是可行的,也可以降低工程的造价等等措施都是行之有效的。、结构物形状的单纯化从实际出发,除地下铁道车站外,隧道的断面形状是比较单纯的。形状单纯化,可使钢筋和模板的架设简单,与之配套的资材也可以标准化和规格化。如采用钢筋骨架和定尺钢筋等。隧道的拱部最好采用单心圆,在公路隧道中,整个上部也最好采用单心圆等。对钢筋混凝土衬砌的钢筋,采用预制的钢筋骨架方式,也取得了良好的效果。例如,4车道的公路隧道,是采用4车道的大断面隧道,或是采用联拱型4车道断面,就需要进一步研究,从形状单纯化角度看,显然采用形状单纯的4车道断面是合理的,同时也简化了施工程序。实践已指出,目前采用的联拱隧道的成本是比较高的。地下铁道车站形式的标准化,也是各国追求的目标。在满足功能要求的前提下尽量缩小车站的规模也是车站设计的主流趋势。应该尽量减少用矿山法修筑地下铁道车站。在必须用暗挖法修筑地下铁道的场合,最好采用盾构法。因为盾构法车站易于标准化。这也是“降造”所要求的。构件预制化结构形状单纯化与构件预制化是有联系的。构件预制化,使制造简单,质量可靠,安装方便,且便于采用新材料。盾构法是实现构件预制化的典型,技术是十分成熟的。在已经实现预制化的构件,尽可能地向大型、长尺寸方向发展。如日本的瓦斯管道的管片宽度从改为,使架设时间大为缩短。在铁路隧道中,仰拱构件预制化是一个方向,特别是单线铁路隧道,更有发展前景。秦岭隧道的仰拱采用预制仰拱获得成功。在铁路隧道中研究二衬砌的构件预制化的问题是有重要意义的。隧道衬砌、明洞等结构物的预制化,是提高结构物质量、降低造价的基本措施。也是许多国家正在研究的课题。下面介绍2个示例,仅是其中的一部分。仰拱:为了降低成本和提高修筑仰拱的速度,在某—公路隧道采用预制构件修筑仰拱。首先开挖隧道底部后,灌注坍落度为0的混凝土。而后在其上铺设预制的带突起的混凝土板,用振捣器捣固,使与混凝土成为一体。隧道是双车道的,施工长度约6m,一块板的大小约宽3m,长.施工后车辆可以立即通行。可以走行满载土砂的总质量达39t的卡车。仰拱的下沉量只有3mm.因为不需要设置和拆除模板,比现场灌注混凝土降低成本10%~15%。隧道开挖后,能够立即施工仰拱,从而能够控制底部的变形。衬砌预制板:在山岭隧道的二次衬砌中,也开发出预制板兼模板的技术。预制板是钢筋混凝土板;钢筋从板背后伸出,现场灌注混凝土时使之成为一体。开挖后向岩面喷射混凝土,沿内壁架设钢架(间距1-2m),使用专门机具把预制板用螺栓连接到钢架上。预制板上设有直径10cm的孔,用以灌注混凝土。此法较采用活动模板灌注混凝土的方法能够降低成本20%~30%,并缩短了工期。目前广州地铁,已经着手研究明挖区间隧道的预制技术,并已选择试验段进行试施工。铁路隧道也将其作为研究课题,准备在某条新线上实施。、材料标准化和规格化材料的规格化和标准化是与结构断面的单纯化相联系的。将材料按照设计规格,予以标准化,而在TV或工地预制好,可大大技术减少架设的时间和材料的无理消耗。例如日本在某管路工程中,采用高流动性混凝土管片(直径4m),在长1km的隧道中,节省约4000万日元。目前许多国家在规范中都非常强调材料的规格化和工艺的标准化,这无论对工程质量和工程造价都具有重要的意义。、施工技术标准化和模式化隧道施工方法的标准化和漠式化是提高隧道修建速度和质量,降低工程造价的关键。目前,在隧道工程中,采用的施工方法,越来越集中在少数几种方法上,如超短台阶法及全断面法,中隔壁法及眼镜等,因此,使这几种方法标准化和模式化是当务之急。应该指出,目前施工方法混乱、工艺不标准、施工机械不配套等,是使隧道造价增加的重要原因之一。在城市地下铁道中,目前主要从矿山法、盾构法和明挖法中选择。但在不良地质条件下,不论采用何种施工方法,都必须采用各种辅助工法。这是工程中最难控制造价的部分。在施工中,辅助施工方法常常是不可避免的,特别是矿山法。在设计中,辅助施工方法的选择,对控制造价是极端重要的。为了规范城市矿山法隧道的技术标准,日本最近出版了“城市矿山法隧道技术标准”(2002年)。对矿山法中存在的问题加以规范化。其中特别对超前支护技术提出了标准化的要求并作了具体的规定。5、加强工程程费的统计分析加强工程费的统计分析,找出工程费与各种施工方法的内在关系是很重要的、具有基础研究性质的工作。目前在城市地下铁道中,基本上是采用明挖法、盾构法和矿山法三种方法。这三种方法各有利弊。可根据工程性质、规模、地质条件、环境条件等选择。从施工工厂化程度上看,应该说,盾构法排在首位,其次是明挖法,最后是矿山法。从造价控制的难易程度上看,首位也是盾构法,其次是明挖法,最后是矿山法。从造价的高低看很,很难比较。因为各种施工方法的应用条件不同。例如地下车站,多数采用明挖法,但不能采用明挖法时,就只有采用矿山法或盾构法。在区间隧道,盾构法与明挖法可以做比较,一般说,国外的场合盾构法都优于明挖法,因为国女嘟把施工对周边环境(交通、生活、结构物危害等)的影响列入造价之中。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:

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栗子酱89

盾构法施工作为一种新型隧道工法,因其先进的施工工艺和不断完善的施工技术,使得其在城市地下空间的开发中取得了巨大的成功,并被越来越多地应用于城市地铁、越江通道以及地下管线等隧道工程的建设中。与此同时,由于其高昂的造价,使得这种工法的进一步推广受到限制。文章在分析了国内外众多工程实例的基础上,研究了盾构法隧道的成本构成,并结合现有的技术水平,从管片和衬砌、盾构机器设备、竖井建造和高速化施工等四个主要方面论述了如何进行成本缩减,从而达到降低工程造价、更好地指导设计与施工的目的。1引言在现代城市建设中,地下空间的开发利用已成为一个重要的组成部分。而盾构法隧道,由于其先进的施工工艺和不断完善的施工技术,使得其在城市地下空间的开发中取得了巨大的成功,并被越来越多地应用于城市地铁、上下水道以及地下共同沟等隧道工程建设中。在我国的各大主要城市,如上海、北京、深圳、广州和南京等地,已建和在建的地铁隧道大都采用盾构法施工。但是,一方面伴随着各主要城市为解决制约城市经济发展的交通瓶颈问题,对发展地下轨道交通有着较大的需求,另一方面,采用盾构法施工的隧道,从工程造价上来看是非常昂贵的,这在一定程度上制约了城市地下空间的开发和利用。因此,如何合理地控制盾构隧道的建设成本、降低工程造价,已成为当前地下空间开发必须认真研究的课题。目前,这一研究工作已取得阶段性成果,如日本建设省制定了“降低土木工程造价的指导方针”[1],要求从设计阶段开始就采取缩小结构物断面、结构物形状单纯化、构件预制化、材料规格化和标准化以及施工技术标准化等5大措施。关宝树[1]总结了影响地下铁道造价的主要因素,并指出降低建设费主要应从以下三个方面入手:降低车辆等设备购置费、降低运营管理费,以及降低作为基础设施的土建工程的费用。张凤祥[2]等人基于当前我国盾构技术发展的现状和特点,提出了今后我国盾构技术开发的方向:降低成本、提高质量、施工高速化、使用寿命长等,即通过机械化、智能化、信息化、设计规范化、新材料和新工艺的采用等几个方面来实现。[3]等人提出了增加盾构隧道管片宽度,提高经济效益,从而降低成本的措施。最近,日本和中国[4][5]都在开展预应力高强管片的应用研究,由于这种管片省去了接头螺栓和二次衬砌,使得盾构隧道的外径缩小,从而降低总的建设费用。本文在分析了盾构法隧道成本构成的基础上,总结了国内外众多的施工业绩,并结合现有的技术水平,从设计和施工技术的角度论述了如何进行成本缩减,从而达到降低工程造价的目的。2盾构隧道的成本构成表1是对中、日两国盾构隧道建设成本的构成分析[7],从中我们可以看出各主要项目在整个隧道建设成本中所占的比例。并且,还可发现构成费用的主体主要有这几大项:管片衬砌、机器设备、废土运输处理及竖井建造的防护费用。因此,本文对成本缩减研究的重点也在于此。3盾构隧道的成本缩减研究管片和衬砌的成本缩减合理的设计方法盾构隧道的设计主要是针对管片和衬砌的设计,而目前应用较多的就是惯用设计法。惯用设计法是一种不考虑管片接头刚度降低而将其视作刚度均匀的圆环的设计方法,计算时假定土体随管片环的变形而产生地基反力。这种设计法由于没有考虑管片接头刚度的降低,因而计算出的结果相对来说要偏高。而梁—弹簧模型法[6]则是将管片环模拟为梁的构架(直梁或曲梁),用旋转弹簧和剪切弹簧分别模拟管片接头和环间接头,将其弹性性能用有限元法进行构架分析,计算截面力。据认为,这种计算法是一种解释管片环承载机理的有效方法。在某高速公路隧道的设计中,应用梁—弹簧模型法计算出的管片厚度为40~45cm,而采用惯用设计法计算出的则为50~65cm。可见,使用前者可以提高计算的精度,降低的管片厚度,一方面使得隧道断面缩小,另一方面则降低了制造费用。二次衬砌的省略盾构施工法中施作二次衬砌的作用在于:防腐、放水、防火、隧道内表面光滑、管片拼装蛇行修正以及隧道衬砌的补强作用。在确保衬砌强度和结构安全性的条件下,二次衬砌的省略,其优点主要有以下几点:(1)由于二次衬砌的省略,直接导致成本的降低;(2)由于二次衬砌的省略,工期得以缩短;(3)由于掘削断面的缩小,排出的弃土将会减少,从而使得机器设备、始发及到达竖井等的规模缩小。增加管片宽度通过增加管片的宽度,则沿隧道纵向管片接头的数目可以减少,从而管片的生产费用就会降低;在隧道长度不变的情况下,增加管片宽度,组装次数减少,日推进量增加,工期可以缩短;增加管片宽度,相应减少了隧道的环缝数量,不仅改善隧道的防水状况,而且还减少了接缝止水材料以及连接件的投资。但是,管片宽度的增加可能会出现这样的问题:由于管片环接头螺栓处产生的剪切力的作用,导致管片弯曲应力增加,并且主要集中于管片断面的边缘部位。对此,[3]提出将加宽后的管片按错缝拼装使其具有很高的强度,以此来保证隧道的结构安全;另外,采取高强连接接头、管片边缘部位钢筋加密以及等分布置管片等措施,能很好的消除接头部位的应力集中。预应力高强管片的使用这是一种新型的盾构隧道用管片,其作法是将在工厂制作的混凝土管片在盾构机后方组装成一个环,并将预应力钢绞线插入预先埋设在管片内的套管中进行张拉和锚固,从而形成一个预应力管片环,并具有无裂缝,以及真圆性、止水性、耐久性等均好的特点。使用这种结构的优点在于:(1)由于省去了二次衬砌和减小了构件厚度,使盾构隧道的外径缩小,这样可以降低总的建设费用。(2)由于省去了管片之间、环之间的接头螺栓类,提高了施工性,有利于缩短工期。此外,由于接头部分省去了螺栓等金属物件,使得管片钢筋配置简单化。(3)不使金属物件露在表面,不仅提高了止水性也使内表面相对平滑,这对省去二次衬砌也具有很好的适应性。机器设备的成本缩减合理的盾构机选型盾构机选型主要包括:盾构类型的选择,如泥水式还是土压式;盾构机具体结构的选择,如刀盘形式、刀头配置、开口位置及开口率、推进千斤顶的推进行程等。盾构机选型不仅直接关系到设备的购置费,更与造价的合理性有关。不合理的选型,一方面会因为设备的预留储备过多,设备的利用率低,从而造成设备购置费用占整个工程造价的比重过高,形成不必要的浪费;另一方面,如果所选盾构不具有很好的地层适应性,不仅会造成高能耗低产出,而且会造成工期的延误,从而最终导致工程造价的剧增。因此,合理而科学的盾构选型应结合拟建隧道的功能、总长度、埋深、地质条件、沿线地面建筑物、地下构筑物和管线等环境条件,以及对地表变形的控制要求等做综合的分析后决定,从而使得所选盾构产生最大的费效比。特种盾构机的使用[7](1)适应长距离掘进的盾构机盾构掘进的长距离化,一方面有助于减少同时施工的盾构机台数,另一方面也有利于减少中间连接竖井的数量和进出洞时的地层改良次数,从而达到降低工程造价的目的。(2)适应断面形状变化的盾构机地铁隧道大多是圆形的,在地铁建设过程中,往往会遇到两种不同断面形状的隧道在地中结合的情况(如地铁车站等处)。通常,都是在断面变化处建造竖井,并分别采用不同断面形状的盾构机来施工。无论是不同断面形状的盾构机的使用,还是中间连接竖井的建造,都势必造成整个施工成本的高涨。因此,应对的措施是采用断面形状可伸缩变化的特种盾构机。举例来说,就是当遇到地铁隧道与车站相连的情况时,在相邻车站间的隧道采用圆形盾构,而到达车站时,则两翼展开成三圆盾构进行车站的掘进;当遇到断面直径由大突变至小的情况,宜采用母子盾构机,并在变径处实现母、子盾构机分离。所有这些情况均只采用一台盾构来施工,而将中间的连接竖井省略掉,从而达到降低造价的目的。高效高能切削刀具的使用为了适应长距离化掘进,对于所选盾构机及其配套设备有如下的要求:(1)尽量减少损耗材料的更换次数这里主要指的是切削刀具和密封材料的更换,减少它们的更换次数,就避免了更多的停工延误时间。同时,为了解决长距离推进过程中刀具的更换问题,一些制造厂商开始研制可在常压下能够随时安全、快速进行刀具更换的盾构机。最近,日本三菱重工与石川岛播磨重工已联合研制成功了一种新型盾构机,其刀盘采用“球体”技术,可旋转180°后,在大气压下更换刀具。(2)切削刀具耐久性的提高耐久性的提高,主要有赖于刀盘、刀具材质的提高(如在刀具上镶嵌超硬合金刀头,对刀头磨损有明显的减轻);刀盘和刀具形状的合理选择;以及各种切削刀头的合理布置。此外,刀头的大型化也是提高耐磨性的必要手段之一。(3)施工材料和掘削土砂运输的高效化长距离掘进,由于减少了中间竖井数,则运输距离相对延长。因此,对材料输送设备提出了新的要求,如设备的大容量化,以及运输的高效化。竖井建造的成本缩减一般来说,地铁隧道的总长度越长,则所需的地中结合竖井也越多。为此,竖井建造费和盾构机进出洞处的地层改良费也就越高。因此,合理地选择竖井数量及其结构形式,将直接关系到成本总量。为了尽量减少竖井建造的成本,可采取的有效措施包括:盾构掘进的长距离化,减少中间竖井的数量;采用特种盾构,使地中分叉、地中变径处的竖井得以省略;在操作空间得以保证的前提下,尽量减少竖井的建造面积。此外,选择合理的施工工法(地下连续墙、SMW工法、沉箱法)和竖井结构形式的选择(矩形、圆形)等也很重要,对此须做详细的技术经济比较。施工高速化高速化施工,可明显缩短工期,有助于降低设备维护费和人工费用,从而有利于总建设成本的降低。为达到高速施工的目的,可采取的措施有:(1)掘进速度的提高:即采取大功率、大容量的设备;(2)管片拼装的高效化:增加管片宽度,减少接头数量;简化接头形式,如改变螺栓式接头为插入式接头;(3)管片拼装和盾构掘进的同时进行;(4)运输高速化:包括运输设备大容量化和运输速度的提高。4结语影响盾构隧道建造成本的因素有很多,如隧道长度、隧道埋深、隧道断面形状、隧道线性条件、盾构穿越地层的地质条件、隧道沿线的环境条件以及障碍物情况等。因此,盾构隧道的成本缩减研究要从多方面着手。本文则是在分析国内外众多工程实例的基础上,研究了盾构法隧道的成本构成,并结合现有的技术水平,从管片和衬砌、盾构机器设备、竖井建造和高速化施工等四个主要方面论述了如何进行成本缩减,从而达到降低工程造价的目的。此外,新技术的开发、新材料和新工艺的应用,正越来越成为降低建设成本的主要对策。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:

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