時間：2023-06-02 15:38:58
導(dǎo)語：在地下工程施工特點的撰寫旅程中，學(xué)習(xí)并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領(lǐng)您探索更多的創(chuàng)作可能。
【關(guān)鍵詞】地下工程；施工方案；研究
一、地下工程的理論概述
地下工程，是指地面以下土層或巖體中修建各種類型的地下建筑物或結(jié)構(gòu)的工程。它包括：交通運輸方面的地下鐵道、隧道、停車場、通道等；軍事方面和野戰(zhàn)軍事的地下指揮所、通訊樞紐、掩蔽所、軍火庫等；工業(yè)與民用方面的地下車間、電站、庫房、商店、人防與市政地下工程；文化、體育、娛樂與生活等方面的聯(lián)合建筑體。
自古以來，人類的地下工程活動就一直存在，古人類的墓葬群，鉆井，干旱地區(qū)居民的地窖，都是那時候地下工程的一部分，隨著城市的出現(xiàn)，人類的地下排污泄洪管道工程開始作為最普遍的地下工程發(fā)展了幾千年。地下工程的大發(fā)展始于工業(yè)革命，18~19世紀，科學(xué)技術(shù)的進步及交通的大發(fā)展使得人類探索地下世界的能力得到增強，而另一方面人口的急速增加及城市化的加速進行，土地成本上升，這使得城市建設(shè)者更多地將地下設(shè)施的建設(shè)納入城市規(guī)劃的范疇內(nèi)。
城市地下綜合體是指為建設(shè)沿三維空間發(fā)展的，地面地下連通的，結(jié)合交通、商業(yè)貯存、娛樂、市政等多用途的大型公共地下建筑。地下綜合體特點是多重功能、空間重疊、設(shè)施綜合。地下建筑物可以構(gòu)筑成隧道形式，也可以和地面房屋相似，在平面布局上采用棋盤式和房間式的布置，并可建成多層多跨的框架結(jié)構(gòu)。地下建筑物的橫斷面有各種不同形狀。最常見的有圓形、矩形、拱頂直墻（包括厚拱薄墻）、拱頂曲墻、落地拱、穹頂直墻等。地下綜合體的特點是第一可作為有效的防空、防炸設(shè)施，形成恒溫恒濕防震防振的環(huán)境，并能節(jié)約地面建筑占地，但地質(zhì)條件要求較高，施工困難、投資較高。第二是與巖（土）接觸處必須有襯砌結(jié)構(gòu)。襯砌結(jié)構(gòu)的作用是承受巖（土）層和爆炸等靜力和動力荷載，并防止地下水和潮氣的侵入
二、地下工程的施工的特點
地下工程施工的內(nèi)容非常豐富，包括施工組織設(shè)計，施工技術(shù)管理，施工工藝、方案及方法，施工監(jiān)測和環(huán)境保護，所以，依我而見，地下工程的施工特點也是多種多樣的。
與其他工程相比較，地下建筑產(chǎn)品更具有體積巨大、情況復(fù)雜、不易分割、難以變更等特性，所以地下建筑工程施工除了一般工程的特點外，還具有以下的特點：
第一、生產(chǎn)具有流動性。一方面，施工單位的生產(chǎn)地點具有移動性；二是，在整個施工過程中工人的設(shè)備因施工方位的不同會發(fā)生轉(zhuǎn)移。
第二、產(chǎn)品形式多樣性。因地下工程所處的自然環(huán)境和預(yù)期用途不同，整個工程的構(gòu)造、外形和材料選擇也會有不同，并且施工方式必將變化，很難實現(xiàn)按統(tǒng)一標準作業(yè)。
第三、采用技術(shù)難度大。地下工程經(jīng)常需要依據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的特殊情況采取多種施工方式和施工材料，這種交叉施工對物資和設(shè)備的要求較大，因而在施工技術(shù)和施工組織方面必須具有高水平。
第四、機械化水平較低。目前我國地下建筑施工總體上機械化水平還很低，手工操作的情況普遍存在，
除以上情況以外，地下工程的施工組織設(shè)計、施工技術(shù)、施工還禮、施工方法等均有各自的特點：
施工組織設(shè)計的特點在于其能夠保證重點，統(tǒng)籌安排，信守合同工期，并能科學(xué)合理地安排施工程序，經(jīng)量多的采用新工藝，新材料，新設(shè)備和新技術(shù)、組織流水施工，合理地使用人力，物力和財力、恰當(dāng)?shù)匕才攀┕ろ椖?，增加有效的施工作業(yè)日數(shù)，以保證施工的連續(xù)和均衡、提高施工技術(shù)方案的工業(yè)化，機械化水平、采用先進的施工技術(shù)和施工管理方法、減少施工臨時設(shè)施的投入，合理布置施工總平面圖，節(jié)約施工用地和費用。
三、地下工程施工方案的制定方法
如前所述，地下工程施工方案的制定是一個復(fù)雜而長期的過程，需要綜合考慮施工風(fēng)險、經(jīng)濟投入成本（包括環(huán)境生態(tài)因素等），還要注意工期、施工條件，成本控制等彈性因素，要因地制宜，合理度量各個因素的作用，所以一個合乎實際兼具經(jīng)濟環(huán)境效益的地下工程方案必須要經(jīng)過一個嚴格的程序，而這個制定程序?qū)⑹潜ＷC方案質(zhì)量的最佳制定方法。
具體來說，這個程序要經(jīng)過這樣幾個階段：
第一、勘探地質(zhì)條件及周邊環(huán)境評測。這個階段必須將施工對象的地質(zhì)條件摸清楚，對固巖的穩(wěn)定性要測量準確，合理預(yù)測到各項風(fēng)險因素，并對工程對周邊環(huán)境的社會影響做評估。
第二、計算投入成本。根據(jù)勘探及評估結(jié)果制定經(jīng)濟投入計劃（成本），計劃的擬定既要全面充分考慮人員、機械、材料等固定成本和工期等彈性成本，對環(huán)境生態(tài)成本和風(fēng)險成本有一個預(yù)期，也要本著可持續(xù)的精神，節(jié)約資源，合理預(yù)測。
第三、權(quán)衡各個因素，決定取舍。有時難以兼顧工程的進程與成本投入等問題的沖突，和不同的方案的選擇問題，這時必須明確本工程的價值目標，充分考量各個因素在工程中的作用，做出正確的判斷。
依照原則制訂地下工程施工方案，必須對施工部署和人員安排做出詳細合理的安排，相信經(jīng)過這樣一個程序制定出來的地下工程施工方案會是一個合乎實際，兼具經(jīng)濟效益和社會效益的合理計劃。
地下工程施工的前景十分廣闊，而且由于當(dāng)今世界人口、資源的壓力，人們拓寬生存空間的思維逐漸從地上發(fā)展到地下，隨著人類探索地下空間的實踐不斷深入，未來的建筑世界必定是一個“地下世界”，將來的地下工程施工也將會更加安全、經(jīng)濟和環(huán)保。
參考文獻：
[1]徐明.城市地下空間設(shè)計[M].中國建筑工業(yè)出版社，2005.120-128
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[3]陸錫明.大都市一體化交通[M].上海.上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2003.49-53
關(guān)鍵詞：地下工程；施工技術(shù)；發(fā)展及展望
中圖分類號：TU74文獻標識碼： A
引言
隨著地下空間建設(shè)的發(fā)展，我國地下工程的項目也在逐漸增加，而且都是大的工程項目。例如，西氣東輸、南水北調(diào)及青藏鐵路等重大工程，其中，像隧道工程等在其中不計少數(shù)。我國西部屬山區(qū)，所以建設(shè)中會出現(xiàn)冗長的隧道群。近年來，我國不但在地下隧道有研究，還對海底以及跨江通道等工程項目上也有很多的考察研究。不但如此，我國的空間開發(fā)網(wǎng)絡(luò)體系大多建在地表以下30m的地方，可見，地下工程在經(jīng)濟迅速發(fā)展的社會將進入到蓬勃發(fā)展時期。
一、我國地下工程施工技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀分析
1、頂管法施工技術(shù)
水下長距離頂管施工方法是在地下水位以下直接長距離頂進管道，該施工技術(shù)的優(yōu)點包括：無需在水下開挖土方或挖槽、無需任何降低水位的輔助措施、造價低、施工速度快、降低特殊環(huán)境中的施工難度系數(shù)等?，F(xiàn)階段，水下長距離頂管施工技術(shù)在國外多個國家亦得到了廣泛的應(yīng)用。隨著地下工程施工規(guī)模的擴大及施工要求的提高，我國鋼質(zhì)管道長距離頂進施工方法取得了新的突破，并在實際的工程施工中取得了成功。
2、沉井法施工技術(shù)
沉井法施工技術(shù)在我國地下工程建設(shè)中的應(yīng)用時間較長，但就現(xiàn)代地下工程建設(shè)中，沉井法施工技術(shù)的應(yīng)用范圍依然較廣。沉井法施工技術(shù)的優(yōu)點包括：技術(shù)簡單、占地面積小、挖土量少、造價低等。此外，沉井結(jié)構(gòu)可用作地下構(gòu)筑物的圍護結(jié)構(gòu)，這樣一來，沉井結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間亦可被利用。鉆吸法沉井新工藝是傳統(tǒng)沉井法施工技術(shù)的創(chuàng)新，其由上海隧道工程公司首創(chuàng)。中心島式槽挖法也是基于傳統(tǒng)沉井法發(fā)展而來，其亦是由上海隧道工程公司首創(chuàng)。實踐證明，鉆吸法沉井新工藝及中心島式槽挖法在地下工程的應(yīng)用具有可行性。
3、明挖技術(shù)（基挖技術(shù)）
隨著我國地下工程數(shù)量的增加和規(guī)模的擴大，產(chǎn)生了越來越多的深基工程，因而各種基坑維護及開挖技術(shù)也逐步被發(fā)展個完善起來。從支持技術(shù)方面來看，形成了重力式、土釘式、土錨式、支撐式等多種技術(shù)；從維護方法方面看形成了簡易圍護墻法、鋼板樁法、木板樁法、鋼管樁法、地下連續(xù)法、逆作法等多種方法。在此基礎(chǔ)之上，基坑工程的施工方法、設(shè)計方法、計算方法在近年來得到了不斷的創(chuàng)新和完善。近年來，基挖技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)規(guī)模不斷擴大、深度不斷增加的趨勢，而為了適應(yīng)城市建設(shè)對于地下工程施工技術(shù)越來越高的要求，基挖技術(shù)的設(shè)計及施工水平也相應(yīng)的向著更高的水平發(fā)展[1]。
4、暗挖技術(shù)
4.1 盾構(gòu)法
盾構(gòu)法在我國始于二十世紀六十年代，如今已經(jīng)被多次成功地運用到地下工程的施工中，這些地下工程以水工隧道和車行隧道為主。從機械裝備方面來看，盾構(gòu)機械裝備已經(jīng)從最初的網(wǎng)格擠壓式盾構(gòu)、機械式盾構(gòu)發(fā)展到今天的壓平衡盾構(gòu)以及泥水加壓式平衡盾構(gòu)法；從隧道襯的設(shè)計以及計算機設(shè)計的發(fā)展階段來看，已經(jīng)由最初的起步階段，發(fā)展為今天的探索和發(fā)展階段。
4.2 從礦山法到新奧法
在硬巖的開挖技術(shù)方面，我國已經(jīng)取得了不小的成就，值得一提的是，我國已經(jīng)擁有世界上最多的山嶺隧道，這說明我國在硬巖開發(fā)地下空間這一領(lǐng)域已經(jīng)達到了世界領(lǐng)先的水平。從設(shè)計方法來看，我國的硬巖開發(fā)設(shè)計方法已經(jīng)從最初的礦山法發(fā)展到今天的新奧法，控制重點也已經(jīng)從巖體疏散壓力的控制轉(zhuǎn)移到巖體變形壓力的控制上來，而隨著計算機數(shù)值法的運用，我們對巖體的受力形變機理的分析也變得越來越準確；從施工工藝上來說，已經(jīng)由最初的鉆孔爆破法發(fā)展為今天的TMB機施工法，隨著新技術(shù)的應(yīng)用和新設(shè)備的開發(fā)，硬巖開挖的施工呈現(xiàn)出機械化程度越來越高的發(fā)展趨勢。
5、托換技術(shù)
在城市的地下空間開發(fā)過程中，我們難免遇到新舊設(shè)施沖突、空間交叉等問題，托換技術(shù)由此應(yīng)運而生。托換技術(shù)的產(chǎn)生，不但有效解決了原有建筑設(shè)施與新施工的地下工程之間的矛盾，還實現(xiàn)了對原有建筑設(shè)施的地基或者其他需要處理的部分進行加固和修繕。經(jīng)過多年的實踐探索，我國的已經(jīng)形成了種類齊全的托換技術(shù)，其中包括：基礎(chǔ)擴大托換、預(yù)式樁托換、坑式托換、壓入樁托換、樹根樁托換、打入樁或灌注樁托換、錯桿靜壓樁托換、基礎(chǔ)減壓和加強剛度托換、地下鐵道穿越托換、化學(xué)加固法托換等等。根據(jù)地下工程的具體施工條件和施工要求，選擇或組合不同的托換施工技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對原有建筑設(shè)施的保護和對新的地下工程的科學(xué)施工[2]。
二、我國地下工程施工技術(shù)發(fā)展趨勢探究
在我國這樣一個經(jīng)濟、科技發(fā)展迅速的大國，城市地下工程技術(shù)是不會趨于落后趨勢的。從我國現(xiàn)有實際情況出發(fā)，城市地下工程的主流趨勢是：立足于城市的整體建設(shè)和需求，要加大TBM和盾構(gòu)機的引進、應(yīng)用和開發(fā)。并且站在城市可持續(xù)發(fā)展的思路上，開發(fā)的方向該是降低成本，提高質(zhì)量，施工速度快，使用壽命長及沒有污染等。除此之外，盾構(gòu)技術(shù)還要在其它各個方面有所提高，像創(chuàng)新，如何省時省力，并且還要提高效率。還要對隧道掘進機和混合型盾構(gòu)掘進機加大研制開發(fā)和利用。通過研發(fā)，發(fā)現(xiàn)新的功能，并把創(chuàng)新的功能很好地應(yīng)用到地質(zhì)條件差的地方去，還要使掘進機向著自動化，高科技的創(chuàng)新化和隨著科技的進步對機器進行智能化的改造。異行斷面盾構(gòu)掘進機的開發(fā)研究，它是地下工程開挖的高科技設(shè)備，具有挖掘快、安全經(jīng)濟等特點，現(xiàn)今有一些雙圓盾構(gòu)、自由斷面盾構(gòu)、局部擴大盾構(gòu)、MMSF盾構(gòu)等施工技術(shù)。采用異形斷面盾構(gòu)技術(shù)能大大的減少開挖面積，減少切削土量等，從而提高了開挖效率和空間的利用率。不但如此，還要加大發(fā)展淺埋暗挖技術(shù)、沉管技術(shù)、沉井技術(shù)、非開挖技術(shù)，促進中小口徑頂管掘進機的標準化、系列化和推廣應(yīng)用[3]。還要充分利用信息技術(shù)來提高施工技術(shù)的水平，對大量的施工信息進行采集分解和分類處理，通過信息技術(shù)對施工過程進行調(diào)整和優(yōu)化。施工監(jiān)測技術(shù)也對施工過程有很大的影響，像三“S”技術(shù)，對地下施工環(huán)境及地表和地下產(chǎn)生位移數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，然后開發(fā)自動監(jiān)測分析系統(tǒng)；地下空間的仿真模擬實驗，更好地詮釋了地下工程施工技術(shù)，通過實驗，積極探索施工時地質(zhì)與生態(tài)環(huán)境的相互作用和影響，更好的為地下施工的安全提供依據(jù)。通過在這個過程中，對經(jīng)驗不斷地積累和總結(jié)，及時作出相關(guān)規(guī)范和技術(shù)標準的修訂。任何事情都要有一個規(guī)章制度，不能胡亂的進行，所以要制定城市地下工程規(guī)劃、勘察、設(shè)計、施工技術(shù)和經(jīng)濟管理方面的規(guī)則，這樣有一定的標準，就可以按照規(guī)則來進行；雖然我國的地下工程施工技術(shù)在國際上水平很高，仍然要虛心引進、吸收國外的先進管路技術(shù)和經(jīng)驗，對自身進行改造和自主創(chuàng)新。技術(shù)不能一蹴而就，要靈活運用，努力適應(yīng)現(xiàn)在的城市地下工程的變化和發(fā)展趨勢，按照牢固樹立和堅持技術(shù)可行、安全可靠、經(jīng)濟合理、環(huán)境友好的理念和原則，開發(fā)新的、高效的技術(shù)，努力實現(xiàn)地下工程施工技術(shù)（新材料、新機械、新工藝）及規(guī)劃勘察技術(shù)、設(shè)計計算技術(shù)、環(huán)境保護技術(shù)、安全防災(zāi)與管理技術(shù)等的配套化應(yīng)用、系列化應(yīng)用、規(guī)范化應(yīng)用和國際化的應(yīng)用。
結(jié)束語
綜上所述，地下工程施工技術(shù)在不斷更新不斷發(fā)展的同時，還應(yīng)該注意施工安全、經(jīng)濟應(yīng)用合理和環(huán)境保護等問題，從而才能確保地下工程施工達到安全施工，有效利用地下空間逐漸體現(xiàn)出來的巨大經(jīng)濟效益和社會效益，此外，大自然是人類共同家園，故在施工時要因地質(zhì)的不同來選擇適宜的施工技術(shù)方法，達到不破壞環(huán)境的目的。并且，地下工程是一項重大工程，有著廣闊的發(fā)展空間，人們要努力開發(fā)出新的技術(shù)來改變和美化這個世界。
參考文獻：
[1]王夢恕，張成平.城市地下工程建設(shè)的事故分析及控制對策[J].建筑科學(xué)與工程學(xué)報，2008（12）：59．
關(guān)鍵詞： 巖爆；安全；特征；處理措施
Abstract:：Rock burst is accumulated elastic deformation energy in rock mass in the underground engineering excavation suddenly released, the hard rock burst and eject or flaking off. The occurrence of rock burst is mainly composed of two factors determine geostress and lithology and rock lithology requirement with good storage performance of brittle rock mass, initial stress conditions of tunnel requirements to high stress levels, and the excavation of the underground space profile shapes, construction blasting method. Analyzed under tranship hub hydropower diversion hole engineering characteristics of rock burst phenomenon, the conditions, types and characteristics of rock burst, puts forward the practical measures of rock burst prevention and governance, make rock burst hazard is reduced to a minimum.
Key words: rock burst; Safety; Characteristic; Treatment measures
中圖分類號：TD23 文獻標識碼：A 文章編號：
0 概 況
下坂地水利樞紐工程位于新疆塔里木河源流葉爾羌河主要支流之一的塔什庫爾干河中下游。樞紐工程地處喀什地區(qū)塔什庫爾干縣班迪爾鄉(xiāng)境內(nèi)，距烏魯木齊市1815km，距喀什市315km，距塔什庫爾干縣45km。
引水發(fā)電洞進水口為2級建筑物，引水隧洞為3級建筑物。引水發(fā)電洞全長4637m，由進水口、引水洞、調(diào)壓室、三部分。0+000--1+400斷面為圓形，洞徑5.2m；洞室圍巖屬Ⅲ類巖體，采用全斷面鋼筋砼襯砌，襯砌厚度0.8m。1+400—4+637為馬蹄形，邊墻采用噴護C20砼襯砌，厚度如下：Ⅱ、Ⅲ類圍巖段0.5m；斷層破碎帶為Ⅴ類圍巖，襯砌厚度1.2m。引水發(fā)電洞設(shè)計最大流量89.69m3/s。
引水發(fā)電洞工程地質(zhì)條件
洞身穿越角閃黑云二長片麻巖及華力西期片麻狀黑云斜長花崗巖。花崗巖與片麻巖接合帶接觸緊密，蝕變不明顯，局部有10~20cm的黑色蝕變物質(zhì)，片麻巖進口段產(chǎn)狀220°∠68°，拐點前后走向分別為310°及330°。洞室圍巖以Ⅱ（占68.3%）、Ⅲ（占30.5%）類為主，斷層及斷層影響帶為Ⅴ類（占1.2%）。從整個洞線的巖體來看，洞線方向與巖層走向及主要結(jié)構(gòu)面的夾角為84°(前段)及60°（后段），對洞室穩(wěn)定較有利，無大的不穩(wěn)定巖體存在。受斷層影響，部分斷層及斷層影響帶屬極不穩(wěn)定的Ⅴ類巖體，在施工中應(yīng)加強支護措施。洞室圍巖最大厚度1400m，屬深埋隧洞。
2 洞室水文地質(zhì)條件
工程區(qū)地下水主要靠季節(jié)性融雪補給，地下水以淺循環(huán)為主， 0+000～1+240m段，地下水位低于開挖高程，僅局部沿斷層帶，在洞頂部有少量裂隙滲水，滲水量q＝0.1～0.5L/min，開挖初期滲水量較大，后期逐漸減少。1+240～2+585m段，地下水位高于洞頂，沿部分斷層帶及裂隙有滲、滴或流水現(xiàn)象，流量不一，相差較大。反映出基巖裂隙水受上部地表水源補給較近，水量較充分。2+585～4+550m段中的部分洞段地下水位高于開挖高程，沿斷層帶及裂隙滲水明顯，在洞頂部有少量滲水，滲水量q＝0.1～2L/min，滲水量隨時間推移，逐漸變小。
3 引水發(fā)電洞巖爆發(fā)生條件
巖爆的發(fā)生主要由地應(yīng)力和巖性兩個因素決定，巖性條件要求巖石具有良好儲能性能的彈脆性巖體，隧洞初始應(yīng)力條件要求達到高應(yīng)力水平。下坂地引水發(fā)電洞主要發(fā)生巖性為角閃黑云二長片麻巖，巖層走向330°，傾向SW，傾角60°，洞線與巖層夾角60°，對洞室穩(wěn)定有利，該段巖體堅硬完整，呈微風(fēng)化，洞頂圍巖厚度100~1380m，屬深埋隧洞的混合片麻巖段，混合片麻巖屬極硬巖，其彈性能量指數(shù)（Wet）和脆性指數(shù)（Kr）都高。圍巖埋深大，巖體完整性好，受構(gòu)造影響輕微，圍巖的初始地應(yīng)力及隧道開挖后形成的最大切向應(yīng)力都較高，最大主應(yīng)力大于30Mpa，屬于高地應(yīng)力水平，滿足發(fā)生巖爆的條件。根據(jù)下坂地引水發(fā)電洞施工實際調(diào)查和實驗室的研究成果，得出下坂地引水發(fā)電洞巖爆發(fā)生的臨界條件為：
Rc≥16Rt ⑴
Wet≥2.3 ⑵
σθ≥0.28 Rc ⑶
Kv≥0.56⑷
其中：Rc—巖石的單軸抗壓強度，在實驗室實測。
Rt—巖石的單軸抗拉強度，在實驗室實測。
σθ—隧道洞壁最大切向應(yīng)力，σθ=(3σ1-σ3)。
Kv—巖體的完整性系數(shù)，由巖體和巖塊的縱波速計算得到。
4下坂地引水發(fā)電洞巖爆的表現(xiàn)特征
根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)編錄，按巖爆的強烈程度可以把巖爆分為輕微、中等和強烈三級，輕微巖爆7段長（總長320為m）多呈零星分布，以破裂剝落為主，中等巖爆4段（總長為230m）呈較大規(guī)模連續(xù)分布，為彈射型和強烈剝落型，強烈?guī)r爆2段（總長為53m）呈連續(xù)分布型，為強烈彈射型，并造成大面積開裂失穩(wěn)坍塌。
從發(fā)生巖爆的巖性來看,14段巖爆中有4段，發(fā)生在黑云斜長花崗巖中，其余發(fā)生在角閃黑云二長片麻巖中，片麻巖片麻理構(gòu)造發(fā)育。節(jié)理不發(fā)育至較發(fā)育，巖體多成巨塊狀整體結(jié)構(gòu)或大塊狀結(jié)構(gòu)，幾乎所有巖爆段的巖體都呈干燥無水狀態(tài)。
從巖爆的垂直埋深來看最大埋深大于1050m，最小埋深300m，在洞室開挖到樁號1+513.8～1+534段，洞頂埋深約300m，發(fā)生巖爆。巖爆發(fā)生于洞室右壁中下部，為片麻理成薄片狀鼓起破裂后掉落，掉塊厚度0.2～0.5m，掉落后壁面巖體完整性較好，對洞室穩(wěn)定影響小。在洞室開挖到樁號K+513.8～2+585段埋深大于1050m，初期塌方發(fā)生于左側(cè)壁及左拱腳，起因于巖爆，發(fā)生于開挖后，大塌方前，巖爆聲音沉悶，似悶雷發(fā)于巖體深部，間斷有聲響發(fā)出，于開挖后約1天，發(fā)生第一次塌方，后在處理過程中塌方不斷加大，高度增加，最高處近11m，處理時間長達兩月之久，塌方與巖爆有關(guān)。在洞室開挖到樁號K4+090～4+170埋深600m～650m，巖體完整，巖爆沿一組與洞線夾角小的裂隙（產(chǎn)狀185°∠87°）形成塌落，主要發(fā)生在右側(cè)拱腳以上至洞頂軸線，部分以軸線處為主，一般寬度2～2.5m，深0.5～1.5m，形成人字形長凹槽。2段強烈?guī)r爆發(fā)生在1000m，輕微和中等巖爆可發(fā)生在300-900m左右埋深。
強烈?guī)r爆多發(fā)生在掌子面后方1—2倍洞徑范圍內(nèi)。此范圍正是開挖后地應(yīng)力場調(diào)整最強烈、地應(yīng)力高度集中的區(qū)域。強烈?guī)r爆發(fā)生時間一般在響炮后20分鐘—3小時左右出現(xiàn)，24小時后烈度及頻率開始不同程度降低。其特點是爆落的巖塊多，巖爆坑深、規(guī)模大，持續(xù)的時間長。因此，這種類型的巖爆在隧道的正常掘進、底部清渣、圍巖支護及出渣等作業(yè)都有很大的影響。
5工程防治處理措施
針對隧洞的巖性，埋深，有無地下水等特征、在施工中可能出現(xiàn)巖爆的地段采取積極主動的預(yù)防措施和強有力的施工支護，確保巖爆地段的施工安全，將巖爆發(fā)生的可能性及巖爆的危害降到最低，使工程順利進展。
5.1 調(diào)整施工方法
在洞身開挖爆破時，中等巖爆、強烈?guī)r爆地段采取短進尺（2m/循環(huán)）、多循環(huán)、弱爆破措施采，采用光面爆破技術(shù)，保證開挖洞室輪廓圓順，避免造成局部應(yīng)力集中而加劇巖爆針對巖爆類型及大小，提前打應(yīng)力釋放孔或超前摩擦錨桿支護。超前摩擦錨桿采用Φ40鋼管，長度3 m，用三臂液壓臺車施工，安設(shè)的位置主要在拱頂及左右邊墻的上部，間距1—1.5 m。在巖爆地段的洞壁上打應(yīng)力釋放孔，孔徑5cm，孔深2—3m，間距1—1.5m ，以達到減弱巖爆的強度。從而使動壁和掌子面應(yīng)力降低，使高應(yīng)力轉(zhuǎn)移至圍巖深部，既可以起到超前鉆探地質(zhì)的作用，又可以起到釋放掌子面應(yīng)力的作用。
5.2 改善圍巖性質(zhì)
在施工過程中，可采取對工作面附近隧洞巖壁噴水或水鉆來促進圍巖軟化，從而消除或減緩巖爆程度。
5.3 對圍巖進行加強支護
樁號2+550～2+568m段由于巖爆引起的塌方最大高度在11m；對大塌方的處理方式先采用洞段封堵后用水泥砂漿充填塌方空間，然后重新進行洞室開挖。為保證安全，開挖后及時采用鋼拱架支護，拱架間距視實際情況采用0.3～1.0m不等。對洞室兩拱腳各布設(shè)了4排φ25系統(tǒng)錨桿，長3米，間距1.5米；拱架兩側(cè)各布4排φ25鎖腳錨桿，長3.5米，間距0.5米。在樁號2+568m以后至樁號2+585m段施工中采用短進尺2m/循環(huán)，預(yù)留2m厚的巖爆處理層，巖爆過后再進行二次擴挖爆破、支護，較好地通過強烈了巖爆段。由于支護得力，開挖方案較得當(dāng)，巖爆破壞勢頭基本得到控制。安全的通過了巖爆段。
5.4安全措施
在開挖巖爆段，應(yīng)該給工人配備安全帽，防彈背心。特別是強烈?guī)r爆段要設(shè)專人進行觀測，發(fā)現(xiàn)險情應(yīng)及時撤施工人員，等待巖爆結(jié)束或變?nèi)?，再進入洞內(nèi)及時支護。
【關(guān)鍵詞】：城市；地下工程；特點；地質(zhì)
中圖分類號：F291.1 文獻標識碼：A 文章編號：
1、前言
目前,一般大城市城區(qū)城市建設(shè)中以地質(zhì)體為主體建成(或待建)的工程越來越多且規(guī)模越來越大,地下工程數(shù)量、規(guī)模、深度增加增大,市區(qū)內(nèi)已建成或在建以及擬開發(fā)利用的地下空間方面的構(gòu)筑物主要有：地下公共行走(車)走廊、輕軌、地鐵、過江交通隧道與橋梁、大型地下商場、高層寫字( 住宅)樓、地下停車場、城市管道綜合通道等,使地下空間的開發(fā)利用程度得以不斷的提高。由于城市地下空間開發(fā)規(guī)模逐漸加大加深,其工程擾動現(xiàn)象相當(dāng)嚴重,隨之而來由工程環(huán)境效應(yīng)引發(fā)的工程環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害如地面開裂、地面沉降及對周邊建(構(gòu))筑物的影響與破壞、樁基工程施工噪聲擾民、廢漿液(水)污染水土環(huán)境、擠土效應(yīng)(地面房屋開裂等)等問題也逐漸顯現(xiàn),其重要性已越來越多的被人們所認識。本文結(jié)合地下工程的特點，對城市地下工程建設(shè)引起或遇到的地面變形、洞室圍巖失穩(wěn)、地下水環(huán)境變異和地質(zhì)生態(tài)環(huán)境惡化等環(huán)境工程地質(zhì)問題進行分析,并提出地質(zhì)問題的預(yù)防途徑和措施，以供同行參考。
2、城市地下工程建設(shè)誘發(fā)的環(huán)境地質(zhì)問題
地下工程主要有隧道工程、沉井工程、基坑工程等,施工工法主要有盾構(gòu)法、沉井法、頂管法、沉管法、地下連續(xù)墻法、礦山法、新奧法等,地下工程在施工中或施工后都會對地質(zhì)環(huán)境產(chǎn)生影響。由于城市地下空間引起的工程環(huán)境地質(zhì)災(zāi)害具有突發(fā)性、潛在性、隱蔽性、社會性等特點，應(yīng)引起技術(shù)人員的高度重視。
2.1、地表移動或變形問題
地下工程建設(shè)中，高層建筑的地下室、地下商場和車庫、地下蓄水庫、地下電站和水泵房等，常常要進行深大基坑開挖，開挖深度常常達到12～18m或以上。在開挖基坑過程中，改變了原土體的應(yīng)力場，必然會導(dǎo)致周圍地層的移動，引起周圍支擋結(jié)構(gòu)的變形破壞、基坑周圍地表沉降、基坑夫穩(wěn)和基底隆起等問題。
2.2、洞室圍巖失穩(wěn)問題
地下工程施工影響范圍內(nèi)的巖土體稱為圍巖。圍巖穩(wěn)定指一定時間內(nèi),在地質(zhì)力或工程荷載作用下,巖土體不產(chǎn)生破裂或失穩(wěn)。自穩(wěn)性較好的圍巖,開挖過程中可以無需支護；自穩(wěn)性較差的圍巖,施工中會出現(xiàn)坍塌,必須修筑襯砌加以支護。一般情況下,巖土體在自重及殘余地應(yīng)力作用下,處于初始應(yīng)力平衡狀態(tài),開挖洞室將會破壞巖體的這種初始平衡,引起圍巖失穩(wěn)。如頂圍的懸垂與塌落、側(cè)圍的突出與滑塌、底圍的鼓脹與隆破、圍巖的縮徑與巖爆等。
地下工程洞室開挖后, 地下形成了自由空間, 原來處于積壓狀態(tài)的圍巖, 由于解除束縛, 而向洞室空間松脹變形。當(dāng)圍巖應(yīng)力超過了巖土體強度時, 便失
穩(wěn)破壞, 有的顯著而突然, 有的變形和破壞不易劃分。洞室圍巖的變形與破壞, 是發(fā)展的連續(xù)過程。彈脆性巖石構(gòu)成的圍巖, 變形尺寸小, 發(fā)展速度快, 肉眼不易察覺, 而一旦失穩(wěn), 突然破壞, 其強度、規(guī)模和影響都極顯著。彈塑性巖石和塑性土構(gòu)成的圍巖,變形尺寸大, 甚至堵塞整個洞室空間, 但其發(fā)展速度緩慢。
2.3、地下水環(huán)境變異問題
地下工程施工常需要采用水泵將施工區(qū)的地下水位降低,以疏干工作面, 改變著施工區(qū)周圍的地下水的分布。同時巖土體的變形對地下水也產(chǎn)生影響。巖土體是地下水滲流的介質(zhì),巖土體的孔隙結(jié)構(gòu)限定地下水的活動場所和運行途徑, 控制著地下水的補給、徑流和排泄條件。巖土體處于一定的地質(zhì)環(huán)境中,存在著地應(yīng)力、地下水及溫度等。巖土體中地應(yīng)力的改變(因地下工程施工作用)引起巖土體結(jié)構(gòu)的變化,從而影響巖土體的滲流特性(改變了巖土體的滲透性、滲流邊界條件以及滲透壓力)。巖土體中溫度場的改變也引起地下水流速和滲透壓力的改變。地下水與巖土體同處于地質(zhì)環(huán)境中,在時間和空間域內(nèi)發(fā)生相互的改造作用,使地質(zhì)環(huán)境經(jīng)受著不斷地調(diào)整狀態(tài),當(dāng)這種調(diào)節(jié)處于極限狀態(tài)時,地質(zhì)災(zāi)害將會發(fā)生。
2.4、臨近建筑物損壞
工程降水造成地層的沉降,其影響范圍很大。地層沉降可能造成周圍建筑及管線的剪應(yīng)力增大,致使建筑或管線斷裂。另外由于地質(zhì)條件的區(qū)別或者排水量的不同還可能會造成地層的不均勻沉降,而地層的不均勻沉降亦會造成建筑物的傾斜,影響其正常使用。同時,工程降水造成降水漏斗內(nèi)外的水頭差,在高水頭差的作用下易于出現(xiàn)滲透變形問題。在滲透水流作用下,土中的細顆粒在粗顆粒形成的孔隙中移動,以致流失；隨著土的孔隙不斷擴大,滲透速度不斷增加,較粗的顆粒也相繼被水流逐漸帶走,最終導(dǎo)致土體內(nèi)形成貫通的滲流管道,造成土體塌陷。上述情況中,當(dāng)?shù)叵滤难a給遇到建筑物基礎(chǔ)的阻攔時,就會繞過基礎(chǔ),從而加強了基礎(chǔ)周邊的地下水流量,加快土顆粒的流失速度?；A(chǔ)周圍土的流失,必將影響基礎(chǔ)及上部建筑物的穩(wěn)定。
3、城市地下工程環(huán)境地質(zhì)問題的應(yīng)對措施
本人根據(jù)多年的工作經(jīng)驗，針對上述環(huán)境工程地質(zhì)問題的特點，提出了如下幾方面的應(yīng)對措施：第一，開展詳盡的工程地質(zhì)勘察。工程地質(zhì)勘察資料是地下工程施工的重要依據(jù),通過詳細的工程地質(zhì)勘察,為設(shè)計施工提供需要的參數(shù)和指標,確定合理的開挖方案、開挖步驟,如果地下工程建設(shè)所涉及勘察資料不詳細、不準確,勢必給支護工程帶來事故隱患；第二，積極采用新技術(shù)、新方法。工程實踐證明,采用基坑內(nèi)降水、坑內(nèi)側(cè)土體加固(化學(xué)灌漿、石灰樁加固等)、及時支撐并預(yù)加軸力、增加擋墻的入土深度、墻外地層中筑帷幕、坑內(nèi)降水坑外注水、分步開挖、逆作法施工、信息反饋施工法的采用等,對改善基坑變形、提高其穩(wěn)定性有重要意義。計算機技術(shù)方法應(yīng)廣泛地應(yīng)用到地下工程建設(shè)中,如進行數(shù)據(jù)分析與計算、計算機制圖、計算機輔助深基坑設(shè)計、信息施工與管理等領(lǐng)域具有十分廣闊的前景；第三，實行科學(xué)的降水設(shè)計。水是影響基坑工程穩(wěn)定的重要因素之一,從實際統(tǒng)計資料來看,約有70%的基坑事故與地下水有關(guān),因此,地下工程建設(shè)中應(yīng)特別注意地下水的影響。地下工程建設(shè)絕大多數(shù)都需要進行人工降低地下水。要降低地下水位, 就要合理地選擇降水方法,在此基礎(chǔ)上進行人工降水的方案設(shè)計,以及進行降水方案的水位預(yù)測,通過預(yù)測進行降水方案的優(yōu)化, 從而達到最佳的降水方案；第四，推進工程技術(shù)時空效應(yīng)化。在技術(shù)規(guī)程中,要重視控制基坑變形問題,而運用時空效應(yīng)規(guī)律在軟土地區(qū)是一條安全、經(jīng)濟的技術(shù)途徑。為能可靠而合理地利用土體自身在基坑開挖過程中控制土移的潛力而達到保護環(huán)境的目的時空效應(yīng)規(guī)律也是十分必要的。
4、結(jié)尾
本文主要分析了城市地下工程建設(shè)引起或遇到的地面沉降或變形、洞室圍巖失穩(wěn)、地下水環(huán)境變異和臨近建筑物損壞等環(huán)境工程地質(zhì)問題，并根據(jù)問題產(chǎn)生的機理，提出了應(yīng)對措施。地下空間資源正越來越多被開發(fā)利用于各種領(lǐng)域,如地鐵、地下街、地下室、地下車庫、等各類地下工程, 已經(jīng)成為現(xiàn)代城市功能轉(zhuǎn)入地下的重要載體。這就要求工程技術(shù)人員，應(yīng)該在實踐中不斷學(xué)結(jié)，接受先進技術(shù)，嚴格控制城市地下工程建設(shè)誘發(fā)環(huán)境地質(zhì)問題，盡最大努力的營造安全環(huán)境。
【參考文獻】
[1]《城市環(huán)境巖土工程》羅國煜、陳新民、李曉昭等，南京大學(xué)出版社,
關(guān)鍵詞：地下空間；施工問題；施工管理
中圖分類號： TU71 文獻標識碼： A
工程概況
本工程在某地，工程長度約800米，寬度約50多米，是在鬧市區(qū)挖出道路后施工建造商業(yè)綜合體工程，地下一～二層，面積約40000m2。道路一頭是火車站，另一頭是汽車客運站，南北兩側(cè)大廈與商鋪林立；施工場地狹窄，可供進出的通道口少（東、西、北各一個），場內(nèi)、場外運輸難（場內(nèi)運輸靠利用多臺塔吊相互接駁），工效低，環(huán)境復(fù)雜、影響大，工期控制難，施工安全防護要求高 ，協(xié)調(diào)量大。
一、深層地下空間的特點
深層地下空間更容易實現(xiàn)工程合理布局和規(guī)劃，有利于城市線狀空間的直線化和點狀空間的大規(guī)?；?。而且，深層地下空間還具有更好的隔音、恒溫、恒濕等性能，能滿足一些文化設(shè)施、精密工廠、避難防災(zāi)等的要求，對改善城市環(huán)境、完善城市功能以及防災(zāi)等具有重要的意義。深層地下空間的建設(shè)成本不一定都比淺部地下空間高，這是因為深度較大處，一般堅硬巖體的自穩(wěn)性更好，減少了工程成本；深層地下空間的開發(fā)更有利于工程的直線化，縮短了工程長度；深層地下空間減少了對土地的影響，節(jié)減支付給土地所有者的補償費用。
由于地下空間資源的不可再生性，在開發(fā)深層地下空間之前，要認真評價其適宜性、安全性、經(jīng)濟性，既不對已經(jīng)存在的地面及地下中淺層基礎(chǔ)設(shè)施造成破壞，也不影響后續(xù)可能的地下空間利用。中淺層地下空間利用與深層地下空間利用要共同發(fā)展，對深層地下空間的開發(fā)并不意味著放棄中淺層地下空間，二者相輔相成，才能把城市地下空間利用事業(yè)推向新的水平，在城市發(fā)展中起到更為積極的作用
二、現(xiàn)階段我國地下空間開發(fā)出現(xiàn)的基本問題分析
與地面工程相比，地下工程具有無限性、不可逆性等特點。如果盲目開發(fā)不但不能解決矛盾，而且會造成城市空間的極大浪費，破壞環(huán)境，甚至可能帶來更嚴重的問題，其中比較常見的問題如下：
（1）地下空間在開發(fā)過程中規(guī)劃協(xié)調(diào)不到位?，F(xiàn)階段，在涉及到一些功能分類細致、綜合性較強的地下城市空間規(guī)劃時，我國建筑領(lǐng)域的相關(guān)設(shè)計規(guī)劃專業(yè)水平不高，缺乏一定的實際操作經(jīng)驗，不少功能分區(qū)規(guī)劃嚴重滯后。而且規(guī)劃中缺乏各分系統(tǒng)之間、各個設(shè)施之間的科學(xué)合理銜接。（2）地下空間開發(fā)無序，各行其是。供水、排水系統(tǒng)的搞水管，電力部門的搞電纜，人防部門的搞人防，沒有形成城市的公共信息溝通平臺，這勢必造成地下空間的無序開發(fā)與建設(shè)，影響了地下空間的綜合利用與發(fā)展，本可以利用一項投資產(chǎn)生多種效應(yīng)的地下資源不能發(fā)揮其應(yīng)有的社會效益和經(jīng)濟效益。（3）缺少法律依據(jù)。在涉及地下空間的管理時，其責(zé)任的界限尚未有明確的法律政策性規(guī)定。
三、深層地下空間規(guī)劃設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)
1、深層地下空間施工方案選擇
地下工程的施工方法眾多，主要有明挖法、暗挖法、盾構(gòu)法、頂管法、沉管法等，在選擇施工方法時，要考慮到場地條件、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件、地面交通狀況，并做一定的技術(shù)經(jīng)濟比較，從而確定最為合理的施工方法。這其中有的并不適合深層地下工程的施工，必須明確每一種施工方法的特點，選擇更加適合深層地下工程的施工方法。由于地下工程的施工方法眾多，在確定地下工程施工方法時，涉及到土力學(xué)、巖石力學(xué)、流變學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等多個學(xué)科，且實踐性較強，地下工程的施工方法與設(shè)計理論又緊密相連。
2、深層地下空間暗挖施工技術(shù)
如何研究和改進新奧法及淺埋暗挖法在深層地下工程施工中的使用情況，如何在施工工藝、施工方法上加以改進，形成一套適應(yīng)于深地層條件下的施工工法值得我們探討。目前在城市地下工程施工中常用的淺埋暗挖法施工技術(shù)如在深層中推廣需要解決以下幾個問題：（1）淺埋暗挖法要求在無水條件下施工，對于埋深較淺的地下工程的降水可能要容易解決一些，但是對于埋深為50m以下的深層地下空間來說，需要解決較多的難題；（2）淺埋暗挖法要求施工豎井，深層地下空間的豎井施工同樣需要解決較多的難題；（3）適應(yīng)于深層條件下的淺埋暗挖法隧洞的初期支護、一次襯砌、二次襯砌施工技術(shù)；（4）適應(yīng)于深層地層條件下的防水施工與回填注漿技術(shù)。
3、深層地下空間機械化施工技術(shù)
深層地下空間由于埋深較大（地面以下50m），人員的進出不方便，便于采用機械化施工。盾構(gòu)施工法、頂管施工技術(shù)是常用的地下工程機械化施工技術(shù)。對于深層地下空間的機械化施工而言，無論是盾構(gòu)法還是頂管法，除了要從機械本身的性能上提高抗高水土壓力外，還要通過調(diào)查地質(zhì)情況，分析并參考積累的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，經(jīng)過試驗和有限元的分析得出周圍地層的應(yīng)力與變形特點，從而分析出隧道承受的荷載，決定合適的襯砌類型，并考慮特殊階段的受力情況，選擇適當(dāng)?shù)纳顚拥叵驴臻g機械化施工方法進行施工。
四、完善城市地下空間建設(shè)開發(fā)的相關(guān)對策建議
1、完善地下空間開發(fā)利用、管理的法規(guī)體系
鑒于目前國家層面上立法不足，北京市應(yīng)結(jié)合具體情況，在不違反國家現(xiàn)有法律的前提下，通過相關(guān)政策和地方性法規(guī)或規(guī)章加以調(diào)整、補充和完善。首先制定地下空間的總體法規(guī)，包括統(tǒng)籌規(guī)劃與管理制度、產(chǎn)權(quán)制度、有償使用制度等，必須明確法律責(zé)任的歸屬、判斷和執(zhí)行 ；其次將現(xiàn)有相關(guān)法規(guī)延伸、銜接至地下，以便處理好與地下空間利用、地鐵規(guī)劃建設(shè)等方面的關(guān)系，減少矛盾或沖突 ；再次應(yīng)編制相關(guān)的《技術(shù)規(guī)范體系》以規(guī)范地下空間建設(shè)，確保地下工程施工和運營的安全。
2、創(chuàng)新體制機制
一是成立專責(zé)管理部門。借鑒日本、臺灣等地經(jīng)驗，可以從涉及的市政、規(guī)劃、建設(shè)、電力、通訊、燃氣、給排水等行政部門抽調(diào)人員成立專門的管理部門，還可將各管網(wǎng)產(chǎn)權(quán)單位納為成員單位，統(tǒng)籌規(guī)劃，統(tǒng)一管理。通過制定規(guī)章制度明確管理主體部門的各項職權(quán)，賦予其綜合管理、調(diào)度和審批權(quán)限，明確執(zhí)法機構(gòu)，賦予執(zhí)法、處罰的權(quán)力和操作條例。二是建立管網(wǎng)信息共建共享機制。首先，做好現(xiàn)有地下管網(wǎng)的普查工作，從制度上、技術(shù)上入手，組織動員各相關(guān)單位的有效資源組成專門普查機構(gòu)，盡可能建立健全北京市各類城市地下管網(wǎng)檔案，保證其真實性，現(xiàn)有條件下確實無法獲取檔案信息的，必須擬定相關(guān)制度或規(guī)則，以確保在條件成熟或達到的時候可以及時獲取并補充。其次，在不斷匯總數(shù)據(jù)的過程中，逐步建立起包括儲存、管理、分析、統(tǒng)計、查詢、輸出、更新等功能的地下綜合管網(wǎng)電子信息系統(tǒng)，運用包括 GIS在內(nèi)的科技手段加強對地下基礎(chǔ)設(shè)施的管理。三是加強地下管網(wǎng)的維護與監(jiān)管。應(yīng)針對管網(wǎng)建設(shè)與管理涉及的各環(huán)節(jié)，要求各負責(zé)部門嚴格按照專項的管理制度及操作守則執(zhí)行。
3、適時推廣地下綜合管廊
發(fā)展地下綜合管廊是未來城市建設(shè)的主流思路。北京市應(yīng)立足于“先新建，后改造”的指導(dǎo)思想，采取“統(tǒng)一規(guī)劃，新區(qū)先行，老城改造，相機靠攏”的實施原則，在現(xiàn)有綜合管廊試點基礎(chǔ)上，借鑒有關(guān)國家、地區(qū)的成功經(jīng)驗，總結(jié)問題與教訓(xùn)，結(jié)合本市城建和改造特點，適時推進，逐步擴大覆蓋區(qū)域。綜合管廊的規(guī)劃和設(shè)定都應(yīng)建立在對城市現(xiàn)狀充分了解及對未來發(fā)展合理預(yù)測的基礎(chǔ)上，確定合適的建設(shè)規(guī)模，把握適度超前的原則，以達到改善城市現(xiàn)狀、促進城市發(fā)展、控制建設(shè)成本的總體目標，從整體到局部，從建設(shè)期到運營期，從時間到空間，都必須綜合考慮、逐步深化，并注意各步驟的可操作性。同時，可以從各地試點工程中探索總結(jié)，編制出相應(yīng)的規(guī)范和標準，包括工藝技術(shù)設(shè)計，土建設(shè)計技術(shù)，管線設(shè)計安裝技術(shù)措施，綜合管廊檢查、驗收標準和規(guī)范等。
結(jié)束語
隨著時代的發(fā)展，越來越多的活動轉(zhuǎn)入地下是全世界城市發(fā)展的必然趨勢，也是時代賦予人類的契機，人們不光要進行富有時代氣息的高樓大廈、高架橋的建設(shè)，更應(yīng)運用先進的城市規(guī)劃理論和科學(xué)技術(shù)以及綠色空間設(shè)計理念進行地下空間的規(guī)劃、建設(shè)和運營，建設(shè)出立體型、生態(tài)型的城市。期望我們未來的地下空間是一個功能化、人文化、智能化兼?zhèn)涞木G色空間。
參考文獻
關(guān)鍵詞：地下工程；防水工程；病害分析；施工工藝
中圖分類號：TU57+5文獻標識碼： A 文章編號：
引言
地下工程防水相當(dāng)重要，直接影響著地下工程的正常使用。可地下工程防水與屋面防水有很大差別。處于地下水位以下的地下工程，水的作用是長期的，滲透壓隨埋深而增大，有時地下水含有侵蝕性介質(zhì)對地下工程危害較大。地下水會通過毛細作用對工程造成危害；而且地下水的浮力，往往會將整個地下工程浮起，造成工程斷裂、嚴重的甚至破壞淹沒?？梢哉f，地下防水工程在工程建設(shè)項目中始終是重點和難點，隨著地下工程的增加，地下工程防水的重要性也日益凸顯。地下防水工程施工質(zhì)量的好與壞也直接影響工程的結(jié)構(gòu)安全和使用工程。
一、地下工程滲漏水病害分析
1.1設(shè)計因素
由于對地下水的運動規(guī)律認識不足，工程防水標高確定不合理，再加上忽視了上層滯水危害，該設(shè)防的未予設(shè)防，從而造成工程滲漏。選用的防水方案沒有考慮到當(dāng)時的使用條件，如果與本工程的結(jié)構(gòu)特點不相適應(yīng)，也將造成工程滲漏水。如地下通廊的設(shè)計中一般只取通廊的橫斷面計算，縱向均為構(gòu)造配筋。因此長達幾十米的通廊剛度較小，雖然設(shè)置了變形縫，但混凝土仍出現(xiàn)環(huán)向裂縫而漏水。結(jié)構(gòu)細部防水設(shè)計不詳細。如變形縫、后澆帶等細部構(gòu)造不當(dāng)，以及選材不妥，使之成為地下工程滲漏水的主要隱患。
1.2施工因素
地基產(chǎn)生不均勻沉降，造成結(jié)構(gòu)斷裂。防水卷材粘接不牢，拐角、留槎接槎處理不好或防水層碰傷等而造成滲漏。變形縫或穿墻管等部位的施工，未認真將橡膠止水帶、塑料止水帶部位進行定位；澆注兩側(cè)混凝土?xí)r，任意碰撞，形成止水帶偏斜、搭接不良而造成滲漏。回填土質(zhì)量的好壞對地下工程的防水性能有很大的影響。當(dāng)回填土不密實時，由于大氣降水和周圍地表水的補給，回填土層就會形成含水量大的上層滯水層。這層滯水對工程產(chǎn)生靜水壓力，如遇防水薄弱環(huán)節(jié)，則易造成工程滲漏。
二、地下工程防水施工中常見的滲漏原因
目前，出現(xiàn)在地下工程防水施工中的最顯著的問題就是滲漏水。然而，防水施工中的滲漏原因有很多。
（1）防水材料選用不當(dāng)，且選用的有低質(zhì)和假冒材料，這是出現(xiàn)滲漏最直接的原因；
（2）主體結(jié)構(gòu)與防水層銜接匹配不合理，由于與工程的主體結(jié)構(gòu)特點不相適應(yīng)，容易造成工程滲漏水；
（3）處理難度大。主體結(jié)構(gòu)大部分為砼，砼中水泥是結(jié)合料，使得施工縫、伸縮縫等不易施工，易造成處理難度大，進而引起滲漏；
（4）施工機具缺乏，手工作業(yè)方法單一，一旦遇到防水薄弱環(huán)節(jié)，就極易造成工程滲漏現(xiàn)象；
（5）施工單位偷工減料，建設(shè)單位圖后變更，也成為地下工程防水施工中滲漏水的主要隱患?？偟膩碚f，地下工程滲漏水原因很多，但最主要的原因還在于施工人員不精心操作而造成的。在施工中，如果做到精心操作，在此基礎(chǔ)上再采取一些有效地技術(shù)措施，那么地下工程的滲漏現(xiàn)象是可以避免的。
三、防水混凝土的材料要求、施工要求
3.1材料要求
水泥品種應(yīng)按設(shè)計選用，其強度等級不低于42.5級，不得使用過期或受潮結(jié)塊的水泥。碎石或卵石的粒徑為5～40mm，含泥量不得大于1.0%，泥塊含量不得大于0.5%。砂宜用中砂，含泥量不得大于3.0%，泥塊含量不得大于1.0%。拌制混凝土所用的水應(yīng)采用不含有害物質(zhì)的潔凈水。外加劑的技術(shù)性能應(yīng)符合國家或行業(yè)標準一等品及以上的質(zhì)量要求。粉煤灰的級別不應(yīng)低于二級，摻量不宜大于20%。
3.2施工要求
防水混凝土在運輸后如出現(xiàn)離析，必須進行二次攪拌。當(dāng)塌落度損失后不能滿足施工要求時，應(yīng)加入原水灰比的水泥漿或二次摻加減水劑進行攪拌，嚴禁直接加水。混凝土必須采用高頻機械振搗密實，振搗時間宜為10～30s，以混凝土泛漿和不冒氣泡為準，應(yīng)避免漏振、欠振和超振?；炷翍?yīng)連續(xù)澆筑，宜少留施工縫?；炷羶?nèi)部設(shè)置的各種鋼筋或綁絲不得接觸模板。固定模板用的螺栓必須穿過結(jié)構(gòu)時，可采用工具式螺栓或螺栓加堵頭，螺栓上應(yīng)加焊方形止水環(huán)?；炷两K凝前應(yīng)加強抹壓。防水混凝土的養(yǎng)護對其抗?jié)B性能影響較大，因此常溫混凝土澆注完4～6小時內(nèi)必須澆水養(yǎng)護，3天內(nèi)每天澆水養(yǎng)護4～6次，3天后每天澆水2～3次，養(yǎng)護時間不少于14天。
四、地下工程防水施工工藝
4.1明水流漏點的處理
明水流漏點的處理應(yīng)先堵漏，后防水，如果選用厚漿膠乳的防水材料效果會更好。施工方法為：先查看所有漏水點滲水狀況，隨之依次找出滲漏原因；然后取剛性材料，從小的、容易的開始，快速封堵；堵住滲水后再立即做防水封層，以防出現(xiàn)新的漏水點；最后，在防水層未達到實干時，若出現(xiàn)水壓鼓包，要先開包放水，等防水層實干與基面粘結(jié)牢固時，再封堵水包漏水點，并補做防水層?？傊?，處理好明水流漏點，對于地下工程防滲漏來說至關(guān)重要。
4.2接縫防水
隧道和地下工程施工縫和變形縫的防水是整個防水工程的關(guān)鍵,然而它又恰恰是隧道與地下工程防水絕對的軟肋,是很讓人頭痛的薄弱環(huán)節(jié),隧道與地下工程的漏水一般就在這種部位。特別是在凍土地區(qū),兩縫還要受凍融的影響,對防水措施更是嚴峻的考驗。規(guī)范對于地下結(jié)構(gòu)的施工縫一般要求采用兩種可靠的復(fù)合式防水措施;變形縫一般應(yīng)該采用中埋式止水帶外加其他兩種可靠的復(fù)合式防水措施。不過接縫防水還是重在施工工藝。
(1)在設(shè)置防水措施前,須將縫內(nèi)進行清理,去除浮漿和雜物,并要重新抹漿,做平滑處理。遇水膨脹橡膠止水條應(yīng)牢固地安裝在縫內(nèi)。這其間只要有一道工藝做得不好,便會有裂隙,形成滲水通道,造成漏水。
(2)設(shè)置的遇水膨脹橡膠條,必須經(jīng)過緩漲處理。如果操作時受雨淋或清洗水的浸泡,橡膠條在混凝土澆筑之前就已經(jīng)先行膨脹而失去了膨脹防水的作用。
(3)在填縫時,填縫材料要盡量密實,不要留有空隙。在做兩縫防水作業(yè)時,千萬要注意,不要傷及防水混凝土和防水板。
4.3隧道的處理
隧道的處理應(yīng)兩道設(shè)防，具體的施工方法為：第一道：先補堵高噴砂漿層滴水點；接著在砂漿層噴防水涂料，封閉砂漿層裂縫和毛細孔；再采取跟高噴砂漿層一樣的施工方法，在砂漿層表面加噴厚油砂防水層；待油砂防水層達到厚度要求后，在油砂防水層上加一布二涂防滲加強層。第二道：先在第一層找平層噴一道防水涂料；待第一涂基本實干就噴第二道防水涂料，待布面實干就緊接著噴第三道涂料，這時要注意浸透布面，使上下涂料層達到飽和性結(jié)合；再待第三道基本實干后加噴第四道防水涂料，隨撒不含土建筑粗砂，最后再防線施工。為能與隧道底板的防滲層連接在一起，做底板防滲或做側(cè)墻防滲，必須要預(yù)留搭接布頭，以使各道防水連成整體，成全封閉型防水層?？偟膩碚f，解決好地下工程防水施工中的滲漏問題，不僅僅需要明水流漏點的處理、施工縫與伸縮縫的處理、隧道的處理等技術(shù)措施，還需要增強施工人員的整體素質(zhì)，加強施工隊伍的“質(zhì)量第一”的責(zé)任心。
結(jié)束語
綜合上述，地下防水工程作為建筑結(jié)構(gòu)施工中非常重要的一個環(huán)節(jié)，通常會對整個建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定及耐久性起著至關(guān)重要的作用。因此，工程管理人員都應(yīng)重視防水的方法和技術(shù)的完善，嚴格按照技術(shù)規(guī)范指導(dǎo)施工班組操作，以保證地下工程防水達到國家行業(yè)的規(guī)范標準。
參考文獻
[1]國家標準《地下防水工程質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50208-2002）.
[2]國家標準《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》（GB50204-2002）.
關(guān)鍵詞：盾構(gòu)機地鐵施工安全施工
前言：近年來，我國的城市地下工程建設(shè)可以說是取得了突飛猛進的發(fā)展，無論是在施工理論體系上，還是在具體的施工方法上都有了很大的突破，尤其是在先進的施工機械設(shè)備的應(yīng)用上，基本上達到了世界先進水平，本文以盾構(gòu)機在城市地鐵施工中的應(yīng)用為例，介紹了城市地鐵工程施工的技術(shù)手段和一些常見問題，并根據(jù)筆者的實際工作經(jīng)驗以及對一些相關(guān)工程的了解，提出了一些解決這些問題的有效措施。
盾構(gòu)機在城市地鐵施工中的應(yīng)用
隨著改革開放進程的不斷加快，近幾年，大規(guī)模的城市地鐵建設(shè)勢如破竹。這類工程建設(shè)往往面臨著規(guī)模大、施工環(huán)境惡劣，技術(shù)復(fù)雜等嚴峻問題。面對這些問題，只有采取新的、科學(xué)的施工工藝，才能解決了所遇到的難題。城市地鐵建設(shè)不可避免遇到樁基托換工程。由于地鐵所經(jīng)過的地段有些是繁華的商業(yè)區(qū)，有些受地下管線保護、古文物保護等影響，明挖地鐵車站受到限制，因此，只能采用暗挖法施工。盾構(gòu)機憑借其各項先進的特點，深受施工人員青睞，它可以很快在地下挖出隧道，這就是盾構(gòu)機，一種地下鉆探的重型裝備。它具有減少揚塵、噪聲、地下水流失，不影響地面拆遷等優(yōu)點，盾構(gòu)機將發(fā)揮巨大威力。 根據(jù)地下土壤等條件的不同，在盾體的前端將裝上刀盤，刀盤上有很多高強度合金刀頭，能將巖石一點點地掘下來。由計算機控制向前掘進，每掘進一定距離，就用數(shù)片鋼筋混凝土管片在四周固定，組成一個內(nèi)徑近6米的大圓管。機器最前端不斷旋轉(zhuǎn)的高強度合金刀頭，會依靠圓盤的旋轉(zhuǎn)力啃掉前方的泥土。并將切削下來的土吃進土艙，再由傳送帶將土送給尾部的卡車。這種設(shè)備的應(yīng)用，無疑給整個施工工程注入了活力，采用三拱兩柱暗挖車站中洞綜合配套施工技術(shù)，保證了工程質(zhì)量和安全，按期完成了施工任務(wù)。這種技術(shù)適用于圍巖自穩(wěn)能力較差的地鐵大跨雙層暗挖車站及多連拱等地下停車場、大跨公路、鐵路隧道。施工機械與施工方法的有機結(jié)合，正確科學(xué)的施工方法會給機械設(shè)備一個正確的導(dǎo)向，機械設(shè)備能夠完美的執(zhí)行施工者發(fā)出的命令，二者相互配合，會使得整個城市地鐵工程施工事半功倍。
2、軟土地質(zhì)的地鐵施工
特殊的地址條件會給整個施工帶來很多不便，本文以上海地鐵施工為例，介紹一下在軟土地質(zhì)上地鐵施工的相應(yīng)技術(shù)及措施。上海屬軟土地質(zhì)，地下管線設(shè)施密集，在上海地下挖隧道建地鐵，曾被形象的稱為“豆腐里打洞”。但隨著近年來工程技術(shù)不斷創(chuàng)新，建設(shè)經(jīng)驗不斷積累，上海已成為全國地鐵網(wǎng)絡(luò)最發(fā)達城市。地鐵作為現(xiàn)代城市的重要交通設(shè)施，近年來在國內(nèi)外得到了快速發(fā)展。隨著城市建設(shè)高度密集和地下空間深度開發(fā)利用，對城市地下工程施工提出了越來越高的要求。地鐵建設(shè)不僅要減少對城市地下空間的占有，更要確保工程本身和周邊環(huán)境的安全。面對地鐵線路的日益密集，樞紐換乘站大幅增加。與一般的鐵車站相比，樞紐換乘站處于商業(yè)、交通、客流集散中心，具有埋設(shè)深、跨度大、施工難的特點，有的需要對新的車站預(yù)留，對已有車站改建，對運營線路穿越。通過調(diào)整護壁泥漿的性能指標，增大泥漿比重，摻入一定量的重晶石，采取盡量加快各工序之間的銜接速度，縮短單幅槽段施工周期等關(guān)鍵技術(shù)措施，確保地墻施工質(zhì)量，有效地保護了交叉換乘站。
3、城市地鐵工程安全施工的有效措施
任何工程施工，都要以安全為前提，否則沒有任何意義，安全施工是整個施工工程的頭等大事，只有安全得到保障，才能全心全意的投入到工程建設(shè)當(dāng)中去，據(jù)筆者不完全統(tǒng)計，2001年5月至今年2月，廣州、上海、北京等一些發(fā)達的城市共發(fā)生地鐵施工安全生產(chǎn)事故44例，造成58人死亡。物體打擊、機械傷害、坍塌、中毒、火災(zāi)等事故是地鐵施工中傷害最大的事故類型。如何降低地鐵施工的風(fēng)險、有效預(yù)防安全事故發(fā)生，是包括地鐵施工在內(nèi)的所有工程建設(shè)長期以來一直在困擾的問題，通過建立風(fēng)險管理專家決策系統(tǒng)等大舉措筑牢地鐵、隧道施工的安全防線。地鐵施工是一項高風(fēng)險的系統(tǒng)工程，由于施工技術(shù)復(fù)雜、不可預(yù)見的因素多等原因，導(dǎo)致國內(nèi)地鐵施工安全生產(chǎn)事故時有發(fā)生。在地鐵建設(shè)過程中，可利用專家決策系統(tǒng)為地鐵設(shè)計、施工、監(jiān)測等方案的評審、項目風(fēng)險的評估、突發(fā)事故的處理等提供強有力的技術(shù)支持。針對環(huán)境復(fù)雜、施工不當(dāng)、機械設(shè)備故障或操作不當(dāng)?shù)热菀滓l(fā)地鐵施工安全事故的原因，嚴格做好勘測工作、加強第三方監(jiān)測、加強對機械設(shè)備的管理、提高施工人員教育培訓(xùn)、加強對施工現(xiàn)場危險源的監(jiān)管等事故預(yù)防對策。制定了施工測量、技術(shù)交底、技術(shù)資料管理、調(diào)度等十一個技術(shù)管理辦法，編制了多個實施性施工組織設(shè)計及安全施組和安全方案，并強化過程控制，加強現(xiàn)場技術(shù)管理。積極鼓勵科技人員進行科技創(chuàng)新，查找科技資料，確定攻關(guān)課題。通過加強科技管理，保證工程順利進行，從而達到已完工的工程單位工程合格率的大幅提升。
關(guān)鍵詞：苦咸水；泥水分層；擴散雙電層；正負電荷；分散劑；PH值
中圖分類號： TQ172 文獻標識碼： A
1引言
護壁泥漿，在地下連續(xù)墻、錨碇墻、遮簾樁、灌注樁等地下基礎(chǔ)工程成槽施工中起到液體支撐的作用，通過泥漿的凈水壓力平衡地下水壓力和槽壁土壓力、泥漿向槽壁內(nèi)土層滲透后改善槽壁土質(zhì)結(jié)構(gòu)、泥漿在槽壁上形成不透水的泥皮等功能起到維護槽壁穩(wěn)定的功能，另外泥漿具有懸浮土渣、冷卻鉆具的功能。性能優(yōu)良、質(zhì)量穩(wěn)定的泥漿對地下工程的重要性可見一斑。
2護壁泥漿的組成、形成機理和性能指標
2.1護壁泥漿的組成
護壁泥漿是粘土顆粒(小于2 μm)分散在水中所形成的分散體系，具有表面現(xiàn)象、光學(xué)現(xiàn)象、電學(xué)現(xiàn)象、動力現(xiàn)象等特殊性質(zhì)，泥漿主要組成成分為水和膨潤土，另外還要加入一定量的化學(xué)處理劑。
⑴水
水是泥漿中的分散相，用于懸浮泥漿中的粘土顆粒。水中含有各種鹽類，主要有鈣、鎂、鈉、鉀的碳酸鹽，重碳酸鹽，硫酸鹽和氯化物。在泥漿制備中用水首選淡水和河水。
⑵膨潤土
膨潤土是泥漿的分散介質(zhì)，是眾多造漿粘土礦物中的一種。膨潤土是以蒙脫石為主礦物成分的粘土，水化能力強、造漿效率高，所造泥漿是一種帶有電荷的親水膠體，通過顆粒靜電斥力保持穩(wěn)定的懸浮狀態(tài)，具有相對密度低、粘度低、含砂量少、失水量少、泥皮薄、穩(wěn)定性強、護壁能力高的優(yōu)點。膨潤土根據(jù)蒙脫石所含的可交換陽離子種類、含量及結(jié)晶化學(xué)性質(zhì)的不同，分為鈉基、鈣基等膨潤土。工程上常用鈉基和鈣基膨潤土。
⑶外加劑
為增強泥漿中的粘土顆粒分散和水化程度，或使泥漿性能滿足地基狀態(tài)和使用條件，通常在泥漿中加入適當(dāng)?shù)耐饧觿Ｄ酀{外加劑大體分為分散劑、增粘劑、加重劑、防漏劑、防腐劑、鹽水泥漿劑，常用的外加劑主要為分散劑和增粘劑。
2.2泥漿形成機理
泥漿是粘土顆粒分散在水中所形成的分散體系，片狀粘土顆粒為表層帶負電荷的擴散雙電層和端部帶正電荷的擴散雙電層，粘土顆粒端部正電荷與表層所帶負電荷相比是較少的，整個泥漿顆粒所帶的靜電荷是負的，當(dāng)粘土懸浮液處于堿性狀態(tài)即PH值大于7時，帶正電荷的端部可轉(zhuǎn)化為負電荷，電位升高，擴散層增厚，粘土顆粒因所帶負電荷而相互排斥，粘土分散，形成穩(wěn)定泥漿。
2.3泥漿性能指標
表1泥漿性能指標
3苦咸水?dāng)嚢枘酀{的提出
年初，基礎(chǔ)工程項目部進行曹妃甸煤碼頭起步工程工作船碼頭地下工程的施工，工作船碼頭地下工程包括地連墻、錨碇墻、遮簾樁、灌注樁，水下砼設(shè)計方量為20188m3。在地下連續(xù)墻、遮簾樁等地下工程施工時，現(xiàn)場未接通淡水水源，不能提供淡水?dāng)嚢枘酀{，解決泥漿用水有兩個途徑，一是購買淡水，由送水車送水至現(xiàn)場；二是使用地下水代替淡水?dāng)嚢枘酀{。對費用進行認真核算后，地下苦咸水單價為8元/m3，淡水單價為25元/m3，為降低工程造價、節(jié)約成本，同時嘗試苦咸水?dāng)嚢枘酀{新技術(shù)的開發(fā)，項目部決定本工程泥漿用水采用地下水，在施工現(xiàn)場打300m深水井，使用潛水泵抽取地下水。
4苦咸水?dāng)嚢枘酀{的首次接觸
4.1水質(zhì)情況
首先，取井水送檢測中心進行水質(zhì)檢驗，水質(zhì)情況介于海水和淡水之間，鈉離子含量為1832.37mg/L,氯離子含量為2275.4mg/L，PH值為7.41，鈉離子、氯離子含量為淡水規(guī)定最大含量的10多倍，是正常淡水含量的200多倍。
4.2苦咸水?dāng)嚢枘酀{的嘗試與結(jié)果
項目部組織試驗人員首先按照首鋼一期工程、首鋼二期工程中泥漿配合比進行試驗，單方泥漿配合比如下：苦咸水1000kg，鈣基膨潤土110kg，純堿3.3kg，淡水：鈣基膨潤土：純堿=1：0.11：0.0033，攪拌后靜置，出現(xiàn)泥水分層情況，表層為苦咸水，底層為粘土顆粒，時間越長，分層情況越嚴重，靜置1d后，膠體率僅為25%左右，粘土顆粒沒有分散在水中，而是全部沉淀下來，根本沒有形成泥漿，不能用于工程上。隨后，試驗人員又按照京唐港30#泊位中泥漿配合比進行試驗，單方泥漿配合比如下：苦咸水1000kg，鈉基膨潤土110kg，羧甲基纖維素0.5kg，淡水：鈉基膨潤土：羧甲基纖維素=1：0.11：0.0005，試驗結(jié)果同上一種配合比，泥水嚴重分層，形不成泥漿，不能用于工程上。
4.3泥水分層的原因分析
從泥漿形成機理和苦咸水含鹽量高的特點入手，查閱相關(guān)手冊后測定PH值及化學(xué)試驗后，分析出苦咸水?dāng)嚢枘酀{出現(xiàn)泥水嚴重分層的原因：苦咸水中Ca2+、Mg2+離子含量遠遠高于淡水，是淡水含量的上百倍，Ca2+、Mg2+離子濃度增大，交換粘土顆粒端部擴散雙電層的Na+，Na+轉(zhuǎn)變?yōu)镃a2+、Mg2+，電位下降，擴散層變薄，粘土顆粒斥力變小直至聚結(jié)，泥漿失去穩(wěn)定性，即出現(xiàn)泥水分層現(xiàn)象。
5苦咸水?dāng)嚢枘酀{配合比的試配
得出苦咸水?dāng)嚢枘酀{出現(xiàn)泥水嚴重分層的原因后，技術(shù)人員、試驗人員一同研究解決方案、制定措施，提出三種解決方案，具體如下：
方案一：配比中摻加一定量的分散劑，分散劑采用常用的純堿(化學(xué)式為Na2CO3)，分散劑中低價陽離子Na+與有害離子Ca2+、Mg2+置換后，碳酸根離子與Ca2+、Mg2+發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成CaCO3、MgCO3后沉淀，使Ca2+、Mg2+惰性化，起到苦咸水的軟化作用；
方案二：配合比中摻入高粘度羧甲基纖維素(CMC，一種高分子化學(xué)物),原理是CMC包裹住膨潤土粘土顆粒，具有膠體保護作用，防止鹽分的污染。
方案三：方案一與方案二有機結(jié)合，配比中摻加一定量的純堿和高粘度羧甲基纖維素。
根據(jù)上述解決方案，技術(shù)、試驗人員選用鈣基膨潤土、鈉基膨潤土制定了八種配合比，試配后進行泥漿性能指標檢測，配合比及檢測結(jié)果具體見下表：
表2 鈣基膨潤土攪拌泥漿試配配合比
表3 鈉基膨潤土攪拌泥漿試配配合比
通過對上述配合比的對比分析，不難發(fā)現(xiàn)，最后一組泥漿的配合比，不僅其性能指標滿足規(guī)范規(guī)定，而且用量最省，單價最低，因此選定為施工配合比。
6苦咸水?dāng)嚢枘酀{的應(yīng)用
在煤碼頭起步工程工作船碼頭地下工程施工中，護壁泥漿采用苦咸水按照試配確定的泥漿配合比拌制泥漿，泥漿性能可靠、質(zhì)量穩(wěn)定，各項性能指標滿足規(guī)范規(guī)定和使用要求，期間共澆注地連墻60段，錨碇墻59段，遮簾樁100根，灌注樁46根，施工期間未發(fā)生槽壁坍塌現(xiàn)象。
地連墻、錨碇墻、灌注樁、遮簾樁開挖后進行低應(yīng)變檢測，全部合格，合格率為100%，也從側(cè)面說明了泥漿的質(zhì)量是可靠的。
7經(jīng)濟效益和技術(shù)成果
【關(guān)鍵詞】盾構(gòu)機；自動控制；現(xiàn)狀；展望
為了滿足社會經(jīng)濟發(fā)展需要，減輕地面交通工程的壓力，我國的地下隧道、巷道等工程量不斷增加。盾構(gòu)機是地下工程施工中使用的一種重要機械，主要用于隧洞的開挖掘進，在地下工程的施工建設(shè)中發(fā)揮不可替代的重要作用。地下工程的施工存在著多種不確定的安全威脅因素，如地質(zhì)環(huán)境、施工工況等，為了減少地下施工的安全事故發(fā)生，盾構(gòu)機的發(fā)展朝著自動控制的智能化技術(shù)方向發(fā)展?，F(xiàn)今的盾構(gòu)機已經(jīng)是集機電技術(shù)、液壓技術(shù)、信息技術(shù)、自動控制技術(shù)于一體的綜合性智能化機械設(shè)備，不僅能夠?qū)ν馏w進行開挖、切削、輸送支護，而且具有測量導(dǎo)向和糾偏等多種功能。近年來我國大力發(fā)展盾構(gòu)技術(shù)，使得盾構(gòu)機掘進的自動化程度逐漸提高，但是綜合來看我國的盾構(gòu)機自動控制技術(shù)仍然不夠成熟，自動控制還處于人工操作的階段，施工安全問題仍然不能掉以輕心。盾構(gòu)機要達到高質(zhì)量、高效率、高安全性的施工，完善實現(xiàn)機器的自動化操作是盾構(gòu)機發(fā)展的方向。
1、盾構(gòu)機自動控制技術(shù)現(xiàn)狀分析
1.1盾構(gòu)機掘進系統(tǒng)的自動控制
盾構(gòu)機掘進系統(tǒng)多采用智能的控制方法，20世紀90年代由倉岡豐采用模糊控制理論來控制盾構(gòu)土壓平衡，但是卻無法保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。LI等在此基礎(chǔ)上設(shè)計了在非線性掘進控制系統(tǒng)中使用模糊免疫自調(diào)整PID控制器，提高了土壓的穩(wěn)定性。隨著不斷的研究和改進，胡珉等采用遺傳算法對盾構(gòu)機的施工參數(shù)進行了優(yōu)化，制定了優(yōu)化的控制方案。隨著施虎等人對于盾構(gòu)機排土的控制分析，對螺旋輸送機的轉(zhuǎn)速加以控制，促進了盾構(gòu)機的土壓平衡。隨著智能化專家控制系統(tǒng)的不斷更新，盾構(gòu)機自動控制系統(tǒng)中引入了自動識別和驅(qū)動公路效率的技術(shù)，對盾構(gòu)機的運行和土體掘進時的壓力分布情況的研究，一種盾構(gòu)機推進系統(tǒng)的自動控制方式產(chǎn)生。根據(jù)壓力控制的數(shù)學(xué)模型，和偏差修正等控制策略，使盾構(gòu)機的壓力控制和液壓缸的自動控制得以實現(xiàn)。另外胡國良等對排空控制的研究，提出了將PID控制技術(shù)在排土控制中使用，實現(xiàn)了螺旋輸送機排土的自動控制。
1.2位姿控制
盾構(gòu)機的位姿主要通過對推進系統(tǒng)的液壓缸進行控制來實現(xiàn)的。自20世紀80年代 SAKAI等將卡爾曼濾波理論在盾構(gòu)機的位姿控制方面應(yīng)用并且建立了控制模型后，國內(nèi)外的專家和研究人員開始了對盾構(gòu)機位姿控制的研究。李惠平等根據(jù)盾構(gòu)機控制的特點對模糊控制器的設(shè)計提出了“先分后合”方法，更便于調(diào)節(jié)控制器的性能。之后我國的研究人員在此基礎(chǔ)上進行完善，將LabVIEW在盾構(gòu)機位姿控制器的設(shè)計中加以應(yīng)用，又通過模糊控制器得出千斤頂糾偏控制量，逐漸實現(xiàn)了盾構(gòu)機位姿的自動控制。為了使系統(tǒng)具有更好的通用性，能夠在不同的地質(zhì)條件下穩(wěn)定運行，MITSUTAKA提出了盾構(gòu)機推進過程中動態(tài)載荷的理論模型，該模型對盾構(gòu)姿態(tài)影響的各個參數(shù)所具有的敏感性進行分析，為提高位姿自動控制的精確度發(fā)揮了重要作用。
1.3管片的自動拼裝
手工管片拼裝存在很多弊端，實現(xiàn)管片的自動拼裝十分必要。20世紀80年代，日本最先使用了管片自動拼裝的設(shè)備，各國開始了管片自動拼裝的研究。國際隧道協(xié)會針對隧道管片的拼裝制定了設(shè)計準則。趙志杰等對通用管片進行研究，配合盾構(gòu)設(shè)計軸向的特點，通過多環(huán)組合的方法對管片的拼裝點位進行選取，并對切向糾偏路線進行制定，開發(fā)出虛擬的管片拼裝系統(tǒng)。在日歐等過，已經(jīng)實現(xiàn)了管片的全自動拼裝，利用機器人動態(tài)模型，實現(xiàn)了管片支護和拼裝的全自動控制。
2、盾構(gòu)機自動控制技術(shù)存在的問題和發(fā)展趨勢
2.1需建立密封艙壓力動態(tài)平衡為目標的控制模型
密封艙的壓力失衡會導(dǎo)致隧洞開挖中發(fā)生地面沉降，這是隧洞盾構(gòu)集中的重點和難點所在。國內(nèi)外的專家和學(xué)者對密封艙的壓力平衡加大了重視力度和研究投入。但是因為對密封艙壓力動態(tài)平衡控制還缺乏細致深入的人身，對其的研究和設(shè)計也只能以不斷的試驗為途徑，目前還沒有建立起精確的密封艙壓力動態(tài)平衡的控制模型，此方面的控制技術(shù)還有待于發(fā)展。在未來的研究工作中，要著重對此方面的機理進行研究分析，建立以密封艙壓力動態(tài)平衡為目標的掘進系統(tǒng)的控制模型，對密封艙的壓力實現(xiàn)自動化控制，從而提高地面沉降控制的精度。
2.2制定掘進系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略
盾構(gòu)機對土壓的控制通常是采用艙內(nèi)土壓力值預(yù)先設(shè)定的方法，在根據(jù)實際的施工情況和壓力變化對子系統(tǒng)的施工參數(shù)進行一一的調(diào)整。各個子系統(tǒng)間的工作模式的是具有一定的獨立性，而且是依靠人為的手工條件。為了對密封艙的壓力實現(xiàn)高度精確的控制，制定子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)控制策略十分必要。這就需要對子系統(tǒng)間的耦合關(guān)系進行分析，對各項控制參數(shù)和密封艙壓力間的映射關(guān)系進行研究，制定掘進系統(tǒng)的系統(tǒng)控制機制策略。
2.3位姿與動態(tài)軌跡的控制
目前對于盾構(gòu)機的位姿和動態(tài)軌跡控制主要是通過操作者進行人工操作或者利用模糊控制策略進行自動化控制，多是憑著經(jīng)驗來進行控制理論的程序話制定。當(dāng)遇到陌生或者極其復(fù)雜的地質(zhì)情況，對盾構(gòu)機的位姿和動態(tài)軌跡就很難做到準確的控制。因此，需要對影響盾構(gòu)機位姿的各種因素進行分析，建立控制模型，并對盾構(gòu)機在的運動軌跡進行動態(tài)規(guī)劃，實現(xiàn)位姿和動態(tài)軌跡的自動化控制。
2.4控制系統(tǒng)的集成
為了能夠?qū)Χ軜?gòu)機的各個子系統(tǒng)進行實時的信息監(jiān)測和控制，在建立盾構(gòu)機控制系統(tǒng)時要將機器的性能、功耗、成本等各個因素考慮進去。設(shè)計具有高掘進性能、低能量損耗、地質(zhì)適應(yīng)性強的集監(jiān)測、協(xié)調(diào)、控制于一體的集成化控制系統(tǒng)，這是盾構(gòu)機發(fā)展的大勢所趨。
3、結(jié)語
盾構(gòu)機要實現(xiàn)高效、安全、精準的施工，走全自動化控制的發(fā)展道路勢在必行。隨著自動化技術(shù)的發(fā)展和盾構(gòu)機結(jié)構(gòu)的不斷優(yōu)化，盾構(gòu)機自動化控制也必將不斷的發(fā)展和進步。我國要實現(xiàn)盾構(gòu)機的全自動化控制，還面臨許多難題和調(diào)整，這需要廣大專家和研究人員的共同努力，在實際的工作中不斷的探索和研究，克服技術(shù)難題，讓盾構(gòu)機在我國的地下工程中更好的發(fā)揮作用。
參考文獻
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