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一、概述
对重要的公路、铁路实现全线覆盖是运营商提高网络质量的一个重要环节,是提高综合竞争力的一个有力手段。从交通角度来看,目前大多数隧道的目的是覆盖盲区,因此需要结合交通线路的覆盖设计来制订专门的隧道覆盖解决方案。
隧道覆盖主要分为铁路隧道、公路隧道、地铁隧道等,每种隧道具有不同的特点,一般来说公路隧道比较宽敞,对隧道里面的覆盖状况,有车通过与无车通过时差别不大。车辆通过时,隧道内剩余空间较大,可根据实际情况选择尺寸大一些的天线,以获取较高的增益,使覆盖范围更大。而铁路隧道一般来说要狭窄一些,特别是当火车经过时,被火车填充后所剩余的空间很小,火车对隧道的填充会对信号的传播产生较大的影响,且天线系统的安装空间有限,使天线的尺寸和增益受到很大的限制。另外,不管是哪种隧道,都存在长短不一的状况,短的隧道只有几百米,而长的隧道有十几公里。在解决短隧道覆盖时,可采用灵活经济的手段,如在隧道口附近用普通的天线向隧道里进行覆盖。但是,这些手段可能在解决长隧道覆盖时不起作用,对于长隧道的覆盖必须采取其它一些手段。因此,对于每段隧道的解决方案可能都会有所区别,必须根据实际情况来选定覆盖解决方案。
在进行隧道覆盖规划之前,一般需要知道以下数据:
隧道长度、隧道宽度、隧道孔数(1、2)、覆盖概率(50%、90%、95%、98%、99%)、隧道结构(金属、混凝土)、载频数目、隧道中最小接收电平(一般为-85dBm到-102dBm)、隧道孔间距、AC/DC是否可用、墙壁能否打孔、隧道入口处的信号电平、隧道内部已有信号电平等。
二、隧道覆盖的信号源选择
为了提供隧道覆盖,一个GSM信号源与一套分布式系统是必要的。信号源的选择,需要根据隧道附近的无线覆盖状况和传输、话务、现有网络设备等情况来决定。隧道覆盖所采用的信号源包括宏蜂窝基站、微蜂窝基站、直放站等。
对于铁路、公路隧道覆盖来说,由于其话务量小,宏蜂窝基站作为信号源较为少用。但是,在城市地铁隧道中,人流量大,话务量也高,这种场合不仅要覆盖站台,而且还要覆盖铁路系统出口等地方,可采用容量较大的宏蜂窝基站。
使用宏蜂窝基站的优点是可以提供更多的信道资源、扩容较为容易、单个基站覆盖能力强;缺点是需要用电缆从BTS设备所在的机房引入信号覆盖隧道、增加了馈线损耗、需要较大的机房等配套设备、总的投资费用高。
对容量要求不是很高的隧道覆盖,可采用微峰窝基站。使用微蜂窝基站的优点是所需设备空间小、所需配套设备少、总的投资费用低。
如果附近有信号源可以利用,则可采用无线直放站来作为隧道覆盖的信号源。采用直放站往往是网络拓展的第一步,在网络容量上升后再用GSM基站来替换。采用直放站作为信号源的优点包括:无需传输、综合成本低、可将远处的话务带给施主小区,使小区的信道利用率更高、安装速度快等。无线直放站有宽带直放站和选频直放站两种,采用无线直放站会使得网络管理复杂度增加,不便维护,另外在采用选频直放站时,施主小区的频率发生变更后,直放站的频率也要进行调整,不利于整网规划和优化,施主天线和重发天线需要有足够的隔离度,造成安装空间上有些困难等缺点。除采用无线直放站以之外,也可采用光纤直放站作为信号源对隧道进行覆盖。
在实际工程之中,必须根据隧道长度、隧道附近的覆盖状况、基站分布、话务分布、建站条件等因素选择信号源,微蜂窝基站和直放站是隧道覆盖建设常用的信号源。
三、隧道覆盖的天馈系统选择
在选择好了GSM信号源之后,则必须根据实际情况配置天馈系统,对隧道进行覆盖。通常有三种不同配置的天馈系统:同轴馈电无源分布式天线、光纤馈电有源分布式天线、泄漏电缆。
1、同轴馈电无源分布式天线
这种覆盖方案的设计比较灵活、价格相对低、安装较方便。同轴电缆的馈管衰减较小,天线增益的选择主要取决于安装条件,在条件许可的情况下,可选用增益相对较高的天线,来提高覆盖范围。该方案的简化版就是采用单根天线对隧道进行覆盖,对于较短的隧道来说,这种方案确实是一种低成本解决方案。
2、光纤馈电有源分布式天线系统
在某些复杂的隧道覆盖环境中,可采用光纤馈电有源分布式天线系统来替代同轴馈电无源分布式天线系统。它更适用于覆盖地下隧道(地铁隧道)和站台。采用光纤馈电有源分布式天线系统的主要好处包括在室内安装的电缆数减少、可适用更细的电缆、采用光缆可降低电磁干扰、在复杂的网络中设计更灵活等,缺点是成本高。
3、泄露电缆
采用泄漏电缆进行隧道覆盖,是一种最为常用的方法,这种方法的好处在于:
可减小信号阴影和遮挡,在复杂的隧道中采用分布式天线,手机与某特定天线之间可能会受到遮挡,导致覆盖不好;
信号波动范围减少,与其它天线系统相比,隧道内信号覆盖均匀;
可对多种服务同时提供覆盖,泄漏电缆本质上是宽带系统,多种不同的无线系统可以共享同一泄漏电缆,考虑到在隧道中经常使用某些无线系统(寻呼系统、告警系统、广播等),采用共享一条泄漏电缆的方法,可省去架设多条天线的工程。
泄漏电缆覆盖设计是一项非常成熟的技术,其设计方案相对简单,本文不作重点分析。下面重点分析采用普通同轴馈电无源分布式天线进行隧道覆盖的设计方案。
四、隧道的无线传播
无线电波在隧道中传播时具有隧道效应,信号传播是墙壁反射与直射的结果,其中直射为主要分量。华为公司基于ITU-R建议,根据试验数据对传播模型进行了修正,得出一简单实用的隧道传播模型,用于进行隧道覆盖设计,该传播模型为:
Lpath=20lgf+30lgd―8dB
对培训工作重要性认识不足,安全培训走过场,员工缺乏应有的操作技能和应急能力,安全防范意识不足。特种作业不能做到持证上岗。施工组织不当,现场管理存在较大隐患。安全措施不到位,盲目抢施工进度,忽视了安全管理和施工质量。物资采购环节存在漏洞,材料以次充好、进场把关不严,设备缺乏有效维护。安全检查和隐患排查流于形式,不能及时发现和整改事故隐患。甚至个别单位非法转包,以包代管。
1.2监理单位履职不到位
施工组织设计审查不严,日常监管不够,关键工序监理不到位,不能及时发现和督促整改事故隐患。
1.3勘察设计周期、方案不合理
勘察设计的前期研究时间紧、任务重。设计单位为了在短期内完成勘察设计任务,往往勘察工作和设计工作同时进行,综合地质勘探手段不足,造成地质情况认识不清、绕避不良地质方案研究不足。
2对策与措施
在安全管理中,领导者的安全方针、政策及决策占有十分重要的位置。做好隧道工程安全管理,项目管理者要树立事故“零指标”、隐患“零容忍”的管理理念,从设计、招投标、合同管理、物资供应、施工管理等环节入手,完善管理制度、弥补管理缺陷,从而降低工程风险,保障工程安全。
2.1建设单位要夯实安全基础
建设单位要站在整个项目管理的高度,健全安全管理组织机构,明确项目部各部门、监理、施工单位等参建各方的安全责任,完善安全管理制度,施行安全问责制,强化安全责任落实;加强招投标环节管理,严格审查承包商资质和业绩,吸纳资质好、经验丰富的队伍和人员参与项目建设;与参建单位签订合同时签订安全管理协议,强化参建单位的安全责任意识;制定合理的工期,避免抢工期忽视了工程质量和安全管理;合理安全投入,加强监管,专款专用,防止安全资金挪用;建立黑名单制度,及时清退不合格的参建单位与人员。
2.2把好人员、设备、材料入场关
某些单位为了中标,投标时把资质符合、经验丰富的人员放入标书,在施工组织环节时通过人员变更方式用经验较差甚至资质不符合要求的人员来替换标书中的人员。而设备不满足施工要求通常是施工进度慢、施工质量差的主要因素。钢筋、水泥、沙石等主要材料不满足要求是直接影响隧道施工质量的重要因素,由于施工质量导致坍塌等事故是常见现象。因此,必须严格把好人员、设备、材料入场关。
2.3重视参建人员的培训工作
所有项目建设行为都需要人来实施,做好人员培训是安全管理工作的重中之重。甲方现场代表往往很大程度上影响着施工现场管理水平,因此首先要加强对甲方现场代表的培训。培训内容应包括工程管理基本知识、监理常识、类似工程案例等,使其具备代表甲方现场代表的基本业务素质。建立甲方现场代表评优、淘汰和奖惩机制,鼓励甲方现场代表不断提升自身水平。施工、监理等参建单位更要重视员工培训工作。所有员工必须经过岗前培训,特种作业人员做到持证上岗。安全技能培训和安全意识培养并重,让每一名员工从执行制度开始接受施工安全的培训教育,逐步形成行为规范,逐步从感性上升到理性,再由理性上升到通过意识的能动性来指导施工安全工作,做到可以在工程施工中及时预见隐患、消除隐患。
2.4把握隧道施工安全管理的关键环节,抓好技术防范措施的落实
设计单位应按照《油气输送管道隧道设计规范》合理选择隧道穿越位置,对地质复杂隧道要加强现场技术交底、指导和配合工作,及时处理各类变更设计,加强技术服务。隧道施工要加强超前地质预报、判释工作。对复杂地质隧道施工,要把超前地质预测预报作为必施工序纳入到作业循环当中,并贯穿整个施工过程。加强隧道围岩量测和综合分析,坚持把围岩量测纳入工序管理,通过量测及对围岩变形段和变形速率的量测,分析其变形趋势,为调整支护参数提供充分依据,确保初期支护方案的安全可靠。对可能存在瓦斯突出的地层,要配备瓦斯监测、报警设施,加强预警监测和通风。隧道施工要保持充足的照明,电气设备设施应满足防水、防爆要求,避免电气事故发生。加强火工品管理,严格火工品分库管理、出库、施工、回收管理,设置避雷装置,严禁在隧道内临时堆放火工品,严禁带火种、香烟进入隧道,以防引发事故。加强进出洞管理,做好进出洞人员登记,防止无关人员进出对施工安全造成不良影响,同时有利于事故状态的人员搜救。选择合理的渣场位置,重视渣场挡土墙的施工质量,防止因弃渣场坍塌诱发滑坡或泥石流。
2.5加强重点要害部位和直接作业环节的监管,杜绝“三违”现象
对现场违章作业、安全生产措施不落实的,监理可随时签发停工令。对查出的隐患下发整改通知书,跟踪检查隐患的整改情况,实现闭环管理。建设单位可以通过抓正反面典型等形式,适时组织参建单位进行现场经验交流,相互学习,快速提高项目整体管理水平。
2.6加强隧道施工应急管理工作
对隧道施工可能发生的突泥突水、坍塌和有害气体窒息等事故,要有针对性地制定应急救援预案,配备必要的逃生和自救设施及装备。反坡、有水隧道要有充足的防排水设备和有效的安全保障措施。要加强应急救援培训和演练,提高作业人员的避险、逃灾和自救互救能力。要建立健全隧道监测、预警和指挥系统,提高应对事故灾难的能力。
分包合同签订,“包工头”组建临时设施、混凝土拌合站、钢筋加工场,配备各种施工机械和设备,并按隧道工程分项施工工序进行分解,再次进行分包,将一个完整的项目经过层层分包,形成很多独立的个体。项目部各种管理制度和办法,受“包工头”的“屏蔽”与“唯利”影响,很难落实到施工现场作业层,导致项目管理与现场作业脱节,项目管理处于失控状态。
1.2工程施工不规范,质量无法保证
“包工头”为了获取更多的利润,想方设法减少投入,采取偷工减料和以劣充好的手段,开挖前不按设计要求施作超前支护、不注浆,爆破作业时减少炮眼数量、增加炸药量,导致隧道超挖或坍塌;初期支护采用不合格钢拱架、拱架间距拉大、连接筋焊接不牢固,锚杆施作长度、数量不够甚至不做、不注浆或者注浆不饱满,喷射混凝土不密实、厚度不足,制造空洞或空壳,二衬厚度不足,仰拱不按设计放置钢结构、不分层浇筑、仰拱填充层不密实等质量问题,造成无法弥补的后果,给以后营运带来安全隐患。
1.3违规操作,安全事故频发
“包工头”为节约成本,不按安全规定配备安全防护设施,在安全生产上弄虚作假、敷衍应付;分包队伍施工作业人员安全生产意识淡薄,隧道施工没有进行安全培训教育,特种作业人员无证上岗,施工现场违规操作,造成安全事故频发。
1.4拖欠民工工资,导致的发生
“包工头”将项目部结算工程款私自挪用,长期拖欠民工工资,层层分包加剧工资发放的难度,易发生民工上访等群体性恶性事件以及经济纠纷和民事诉讼。施工企业将承受巨大的经济、名誉损失。
2班组化在隧道施工中的应用
兰永五标项目部改变以往隧道施工分包管理的模式,在恐龙湾隧道施工中组建了项目部直接管理的五个专业施工班组,使质量、安全始终处于可控状态,确保了工程项目顺利完成施工任务。
2.1工程慨况
恐龙湾隧道为左、右分离式,单洞全长2351m,纵坡为2%,属中等埋深长隧道。围岩级别为Ⅳ和Ⅴ,稳定性较差。
2.2班组化的组建
兰永五标项目部根据项目实际情况,结合路桥集团公司下发的《甘肃路桥建设集团桥梁隧道工程实行班组作业模式指导意见》和《甘肃路桥建设集团桥梁隧道工程实行班组作业模式操作指南》的要求,从职工队伍中选拔具有责任心和事业心的职工为班组长,在恐龙湾隧道施工中组建了开挖班、出碴班、初期支护班、二衬班、辅助工班专业施工班组,以身体素质好、有经验的技工或劳务人员为班组成员,签订《内部承包合同》,制定了人员、材料、财务、机械、工资分配等管理制度和办法,把安全、质量、进度等责任落实到班组、落实到个人、落实到每道施工工序上,作业班组的日常生活纳入到项目部的统一管理中,进一步强化了现场施工技术规范、安全规范、操作规程的执行力度。
2.3班组化施工管理
项目部直接管理各施工班组,管理人员和技术人员现场指导、检查、监督各班组施工过程,对各工序的重点部位实施动态管理,每一道工序都经过严格的质量检查、检验和检测,及时整改不符合标准的作业方式。项目部统一组织调配施工所需机械设备、主材、耗材等,安排专人负责钢筋加工厂、拌合场、库房、材料采购,并根据隧道的结构设计和支护方式,科学安排工艺流程,合理的控制材料消耗、有效的杜绝了偷工减料现象的发生。
2.3.1做好进度计划
项目部根据工期要求,合理划分阶段性施工任务,每月各给各班组下达施工任务令,月底进行绩效考核和工程结算,按合同规定进行薪酬的发放。
2.3.2落实三级技术交底制度
项目部负责各班组技术工作,坚持安全、质量技术交底制度;各班组在进场施工前,由技术部、安全部对各工序施工工艺、质量控制、安全注意事项等进行详细交底,并留有记录;并对施工过程进行监督、检查,严格按技术交底内容组织施工。
2.3.3强化质量管理
项目部对劳务班组质量管理具有主动权。为了保证衬砌质量,每10m检测钢拱架间距、初期支护喷射混凝土钻芯和混凝土强度,对不合格段及时进行返工处理,并根据监控量测数据及时调整预留沉降量。为确保仰拱施工满足设计要求,每50m进行钻芯取样检测。从测量放样、爆破作业入手,严格控制光面爆破工艺,减少超欠挖现象的发生。通过多项质量管控措施的落实,恐龙湾隧道二衬厚度合格率100%,初期支护喷射混凝土厚度合格率100%,钢拱架间距全部符合规范要求,二衬和初期支护混凝土密实、无空洞。
2.3.4加强进度管理
劳务班组与项目部利益一致,通过绩效考核等有效的激励机制,提高了劳务班组的工作效率与积极性,在施工紧张时能全力以赴从事生产,从而解决了分包队伍与项目部讨价还价的矛盾,项目部在进度控制上有了更大的执行力。另外,在这种作业模式下,管理和技术人员齐心协力抢时间,抓工序衔接,改变了项目和施工一线脱节的现象。
2.3.5落实合同承诺
项目部按照《内部承包合同》进行绩效考核,充分调动管理人员、作业工人的生产积极性。
2.4班组化施工安全管理
建立和完善安全质量管理体系,明确责任,实行安全质量逐级负责制;定期开展施工机械设备安全隐患排查专项整治,排查隐患、落实安全长效机制。通过建立项目安全培训教育中心、班前安全讲评室等手段,加大安全培训教育工作力度。积极推行安全标准化建设,规范安全生产行为。隧道洞口实行门禁管理系统和隧道进出洞人员定位管理系统,并设置LED显示屏,能及时、准确的概述恐龙湾隧道施工工序和进洞作业人数。自开工以来兰永五标项目安全一直处于可控状态,未发生任何安全事故。
2.5班组化施工的成本管理
项目部加强项目成本管理,严格实行当月核算、考核、分析,当月结算兑现、奖励,坚持每月25号召开责任成本分析会,各部门按照对口管理原则,制定成本控制措施。
2.5.1班组化施工的材料控制
隧道施工材料费占施工总成本的70%—75%,项目部成本管理主要是控制物资,工程部核算物资计划台帐,设材部严格把关采购计划,每月定时开展剩余材料盘库,建立健全材料进、出库制度,消除了分包模式下项目部管不了材料的弊端,兰永五标通过班组化管理材料消耗得到有效的控制。
2.5.2班组化施工现场管理
隧道项目中人工费占到总成本25%—30%,现场管理涣散、窝工或安排不当,都会加大管理成本。兰永5标项目部每天晚上召开作业协调会,要求工程、机械、材料、测量等相关人员参加,安排第二天的工作顺序,明确各自的任务,确保隧道施工各工序、各班组紧张有序的开展,每月按期完成制定的施工任务。
1.2钢筋锈蚀。很多施工人员对于钢筋的保护意识比较淡薄,没有采取相应措施对钢筋进行保护,在钢筋暴露在空气中的时候没有对钢筋进行涂层操作,或者是涂层操作的规范性比较差,钢筋暴露在空气中容易与空气中的氧气和水发生反应,容易造成钢筋的腐蚀。另一方面,在施工人员按照要求对钢筋采取保护措施的情况下也不能完全保证钢筋不会受到腐蚀。钢筋在很多过程中都会发生不可预知的损伤,例如:储藏和运输中发生磕碰现象都会对土层造成一定的破坏。
1.3裂缝。道路桥梁隧道施工中一个重要的施工材料是混凝土,混凝土结构中裂缝是非常常见的,这个现象会对施工的质量产生不良的影响。如果混凝土质量不达标或者是施工人员没有严格按照施工规范进行操作都会使混凝土出现裂缝。当然,混凝土出现裂缝的原因也有很多,例如:施工人员对混凝土施工强度没有清晰的认识,这样会造成混凝土在空气中暴露的时间过长,在对混凝土进行配料时没有按照相关的标准进行配制,浇灌时用力不合理,后期的管理和养护不是很到位等都是造成混凝土裂缝的主要原因。
1.4安全风险。施工人员对施工安全的概念认识不清,施工安全知识掌握程度较差,因此在施工过程中经常会出现违规操作的现象。安全管理制度的建设仍然存在着很多需要完善的部分。对材料的管理工作不能严格按照相关的规定去执行,施工人员的管理力度和机器设备的正确使用等都存在着一些需要改进的问题。因此施工管理的安全性很难得到保障。
二、问题应对策略
2.1采取有效措施避免发生铺装层脱落现象。施工人员在进行施工的过程中一定要准确掌握铺装层的厚度,然后依据具体的施工情况选择材质比较好的材料,这样可以避免铺装层发生断裂现象,在对铺装层施工的过程中一定要对防水材料进行合理地使用,这样才能更好地防止渗水现象的发生,这样做不但可以提高铺装层的质量,还能够延长铺装层的使用年限,另外,地理位置也会对铺装层的质量产生非常大的影响,在整个施工过程中一定要根据所处的地理位置的地形、地势、地貌对其进行相应的处理,这样可以大大减少铺装层裂缝情况的产生。
2.2采取有效的钢筋锈蚀防御措施。在施工过程中对钢筋进行涂层处理能够非常有效的避免钢筋腐蚀状况的发生,在涂层操作结束后还要采取相应的保护措施,尽量防止钢筋在储存和运输时因发生碰撞而出现掉层的现象。如果钢筋已经出现了锈蚀现象可以采取措施对锈蚀的部分进行处理,也可以直接取出生锈部分的混凝土。2.3严格控制隧道裂缝。进行混凝土的配合比设计和施工时必须严格按照相应标准,施工人员必须在施工过程中验算裂缝情况,不同位置的混凝土构件需要配合不同的强度等级。在进行混凝土配筋率计算时必须保证计算公式的准确性和计算结果的精确性,同时还需要严格控制水泥用量和水灰比,根据混凝土的强度适当添加掺和料和外加剂。企业还需要重视施工人员的施工方面的培训,使混凝土裂缝得到有效控制,从而使施工质量获得有效提高。
2.4确保原材料质量。优质原材料使提高和完善工程质量的重要前提,施工企业必须加大对材料采购工作的重视力度,对供应商资质以及信用情况进行严格调查,在保证材料质量的基础上降低材料价格以提高企业的经济效益。严格把控材料的进场检验共组,认真进行报告单填写工作,若出现瑕疵等质量问题需要立即将材料清出施工现场,此外,为了使原材料的质量获得保证,还需要不定期进行抽检,远隔审核混凝土和钢筋等材料的出厂合格证,安排施工人员做好储存工作,防止受损。
2.5加大安全管理力度。施工人员安全观念以及意识的强弱对施工能否顺利继续具有非常重要的影响,因此,企业必须通过培训等形式不断强化施工人员的安全意识。推动安全管理制度的建立和完善,严格规范工作人员的施工行为,使施工安全系数得到有效提高。
2.6确保勘查设计工作合理有序进行。为了推动工程建设的顺利进行,降低施工质量不良事件以及意外事故等的发生率,必须于工程建设前加强勘查设计工作,尽量避开存在复杂地质地形条件的地段,确保隧道的稳固性,若所在区域定制条件稳定性较差需要及时采取相应的加固措施。严格按照施工图纸进行设计施工,尽量应用具有成熟技术和可靠性能的结构。
2.7对施工检验工作进行强化和完善。施工单位必须加强工程质量检验力度,定时或不定式进行自检,自检合格后向监理工程师报告检验结果,若在检验过程中发现不规范施工行为以及质量不达标等问题需要立即采取纠正措施。监理单位必须加强施工进度一起施工质量的管理和监督,全面监控施工的重要环节和工序,保证施工的有序进行。除此之外,还需要进行质量评定和抽检工作,使道路桥梁隧道工程的施工质量获得有效保证。
1.2钢筋施工放样现场用全站仪五点定位法定出钢筋的位置,即:以衬砌圆心为原点建立平面坐标系,通过控制拱部台车模板中心点、拱部衬砌台车外模板同边墙部模板的两个交接点、两墙部模板的底脚点来控制钢筋的位置。
1.3仰拱钢筋的施工仰拱钢筋在模筑混凝土浇筑完毕之后进行。边墙上埋设定位钢筋,仰拱底部利用定位钢筋与环向、横向钢筋可靠焊接,环向钢筋要求接头错开1m以上。
1.4拱部衬砌钢筋施工为确保二衬钢筋定位准确,钢筋保护层厚度符合要求。具体做法:(1)先由测量人员放样定出台车范围内前后两根钢筋的中心点,确定好法线方向,钢筋绑扎的垂直度采用三点吊垂球的方法确定。(2)测量调平层上定位钢筋中心点标高,定出圆心位置(自制三角架如图2所示)。(3)圆心确定后,检验定位钢筋的尺寸是否满足设计要求,全部符合要求后再固定钢筋。(4)定位钢筋固定好后,在支撑杆上标出环向主筋布设位置,在定位钢筋上标出纵向分布筋安装位置,然后开始绑扎此范围内的钢筋,各钢筋交叉处均应绑扎,钢筋接头采用双面焊接,搭接长度不小于5d。为了使二衬结构满足设计的耐久性和安全性要求,二衬钢筋保护层厚度偏差必须满足要求。该隧道二衬设计厚度有40cm、45cm、60cm三种,为提高隧道二衬混凝土钢筋保护层厚度质量,特制订以下施工措施。(1)提高隧道开挖质量,严格控制欠挖,开挖轮廓圆顺,保证开挖断面符合设计要求。(2)仰拱钢筋的加工及安装:加工前根据设计图纸计算钢筋下料长度;安装前时测量仰拱开挖后基坑尺寸,有不满足图纸的地方人工进行修整,铺设时,外层钢筋放在5cm厚高标号砂浆垫块上,其间距<1m,呈梅花形布置,外层钢筋铺设好后,根据设计钢筋层厚度加工焊接架立筋,并拉线进行控制内层钢筋铺设位置。仰拱钢筋铺设好后,全面检查层厚,保证预留钢筋的位置符合图纸要求。(3)拱墙二衬施工前对初支凹凸不平的地方进行修整,直到断面符合图纸要求方可进行钢筋安装。(4)拱墙二衬钢筋加工及安装:加工前根据设计图纸进行下料,加工好后在特制弯曲机上进行弯曲,钢筋堆放时按编号分开堆放,以免使用时混淆;安装时先安装外层钢筋和仰拱预留钢筋进行搭接时焊接牢固,在外层钢筋和防水层之间放置5cm厚高标号砂浆垫块,其间距≯1m,呈梅花形布置。外层钢筋铺设好后,沿轮廓线每隔2m焊定位筋,根据设计钢筋层厚预先加工好定位筋,并拉线进行控制内层钢筋铺设位置,铺设好外层钢筋后,绑扎5cm厚高标号砂浆垫块,其间距≯1m,呈梅花形布置。(5)模板台车定位:钢筋及预留预埋件安装好后,对钢筋层厚进行全面检查,有不够的地方及时调整。(6)混凝土浇筑:加强对现场工人技术交底,在用振捣棒振捣过程中尽量避免接触钢筋,以防止钢筋错位。(7)钢筋安装实测项目偏差须满足下列要求。
2衬砌台车及模板安装
[5]衬砌台车采用厂制轨行式钢结构定型大模板台车,主门架尺寸构造须便于出渣车辆的出入,台车长度为9m。在衬砌台车端头,用木槽制作挡头板,在挡头板上要设置固定止水带和止水条的设施。台车由专业台车机械厂制作好后运至现场安装:(1)二衬台车在隧道洞口平整的场地上组装,试拼消除潜在的不平整和错台,台车模板安装牢固,接缝严密,确保不漏浆,浇筑中不变形、不位移;(2)安装完成后对液压系统和各设备行程及能力等进行严格的调试检验,确保满足施工需要,边墙与拱部模板应预留混凝土灌注及振捣孔口;(3)调试结束以后,对调试过程中发现的问题逐一进行解决,使之能达到设计要求及满足施工需要,对受力大、易对台车稳固性造成影响的地方及时进行补焊加强;(4)调试加固以后,对照图纸,认真核对量测,对台车中心线、模板的平整度、模板接口的联接、弧形模板的开合、液压系统的开启与关闭及工作行程等关键部位、关键项目进行认真检核,确保台车结构、材料、整体安装质量和细部处理满足要求,验收合格再投入使用。同时,在使用过程中加强维护,确保二次衬砌质量。铺设防水层:铺设防水层前,对喷射混凝土表面凹凸显著部位应分层喷射找平,外露的锚杆头及钢筋网应齐根切除,并用水泥砂浆抹平,使混凝土表面平顺。台车就位:台车轨道采用60cm×20cm×16cm枕木、间距为45cm,钢轨采用43kg/m,轨道中心与隧道中心线允许偏差≯3cm,左右轨允许高差≯2cm。走形轨面的高程应符合规范要求。台车就位后,要校正模板外轮廓与设计净空相吻合并锁定台车。校正模板外轮廓时,应注意复核台车中线是否与隧道中线重合,台车拱顶高程是否考虑预留沉落量(该隧道二衬台车拱部模板预留沉落量为10~30mm、其高程允许偏差为设计高程加预留沉落量(+10mm,0mm)),矮边墙与拱墙混凝土接茬处的隧道净宽是否符合设计要求,并且调整模板中心线尽量同台车大梁中心重合,使台车在混凝土灌注过程中处于良好的受力状态。
3二衬混凝土施工
[6]为确保洞身混凝土质量,二衬混凝土采用衬砌台车全断面浇筑成型,其混凝土采用自拌混凝土,输送方式采用混凝土罐车及混凝土输送泵泵送入模。附着式振捣器配插入式振捣棒捣固,衬砌循环长度为9m。为解决铺底施工与出碴的干扰,分左右侧两次浇筑铺底混凝土,铺底混凝土达到70%强度后方能通过施工车辆。
3.1混凝土的拌制与运输(1)严格控制原材料进场质量,做到每种材料必检,检测频率和质量必须满足要求。(2)严格控制混凝土配合比设计:在试验监理工程师、中心试验室的具体指导下,由工地试验室按有关技术规范进行计算和试验,完成配合比设计,并在施工过程中经常检查。(3)拌合站原材料计量的控制:施工前,拌合站的电子计量装置经过了计量部门的核准和标定,并进行了计量测试(即试拌),确保计量精度。(4)严格控制混凝土坍落度:坍落度控制在墙体100~150mm,拱部160~180mm,在拌合地点和浇筑现场均进行坍落度检测,不符合要求时,及时调整配合比。(5)混凝土的运输采用混凝土混凝土罐车。运输要点:ⅰ)混凝土在运输中应保持其匀质性,做到不分层、不离析、不漏浆。运到灌注点时,要满足坍落度的要求;ⅱ)混凝土罐车使用前清除容器内的残渣及湿润,装料要适当,防止过满溢出;ⅲ)从搅拌机卸出到浇灌完毕的延续时间不超过2h;ⅳ)运输道路保持平坦,以免造成混凝土分层离析,并根据浇灌结构情况,合理调度车辆,保持道路畅通。
3.2混凝土的浇筑与振捣二衬混凝土采用混凝土输送泵、输送管,末端采用软管连接入模,混凝土入模的自由倾落高度保证其不发生离析,现场施工中不超过2m。输送管严禁接触模板,以免混凝土压出时对管口产生的强烈冲击使模板发生小位移及局部变形;防止振捣器直接冲击防水层、钢筋、模板和预埋件,以免造成防水层、模板损坏和钢筋、预埋件位移。衬砌混凝土在浇筑时,为防止台车偏移,应从两侧拱脚向拱顶对称分层浇筑,并加强钢边橡胶止水带处混凝土捣固,两侧灌筑高差最大不超过100cm,且需连续灌注,灌注速度不宜太快,以10m3/h为宜,若必须终止则不应超过混凝土初凝时间,否则应作施工缝处理,衬砌不留施工平缝,纵向工作缝都必须竖直,相邻段浇筑时,先对已浇混凝土端头凿毛冲洗干净后再浇筑混凝土。变形缝及垂直施工缝端头模板应支立垂直、牢固。混凝土灌注至墙拱交界处,应间歇1~1.5h后方可继续灌注;边墙及墙顶部分采用插入式振捣器振捣,拱顶部分采用附着式振捣器振捣。采用插入式振捣器振捣时,分层厚度30cm,振捣时间宜为10~30s。拱顶部分振捣时附着式振捣器应单个启动,使用时,应根据需振捣的部位开启振捣器振动约30~50s。混凝土振捣应确保密实。插入式振捣棒需变换其在混凝土中的位置时,应竖向缓慢拔出,不得用插入式振捣棒平拖以驱赶下料口处堆积的拌合物振捣,待混凝土充分下沉后再浇筑拱部,以防因边墙混凝土下沉而造成拱部开裂。
3.3封顶(1)当拱部混凝土浇筑至台车最上层窗口时,应将泵送管接至拱顶圆形进浆口。从圆形进浆口泵送混凝土进入衬砌台车时,应从已衬砌段向末衬砌段进行,混凝土充填满拱部后继续泵送混凝土,直到混凝土浇筑至台车挡头约2m处。(2)在台车拱部挡头处预留环向长约2m的空间,先不安设挡头板,以便进行封顶作业。当混凝土浇筑至台车挡头约2m处时,将泵送管接至台车挡头处,通过软管从未安设挡头板处向拱顶浇筑混凝土:将软管出口端设置于模板上预封顶处,待输送出的混凝土充满封顶部分并将软管埋入混凝土约30cm时,将软管拔出约40cm,振捣后连续输送混凝土。待其埋入约30cm后,再拔出一次并振捣,直至混凝土浇筑至台车挡头。(3)当混凝土处浇筑至台车挡头时,一边安设挡头板,一边浇筑混凝土,并采用插入式振捣棒振捣密实,直至封顶完毕。(4)为保证拱部混凝土的密实性,在拱部预埋Φ20mm压浆管,待衬砌混凝土强度达到设计强度的70%后再进行压浆处理。
3.4拆模该隧道二衬是在初期支护变形稳定后施作的,承重模板拆除时,二衬混凝土强度须达到20.0MPa时以上;拆除非承重模板时,按施工规范采用最后一盘封顶混凝土试件现场抗压达到的强度来控制拆模,混凝土强度不得低于5MPa,并应保证其表面及棱角不受损伤。
3.5混凝土养护[7]拆模前用水冲洗模板外表面,拆模后用水喷淋混凝土表面,以降低水化热。(1)应在浇筑完毕后的12h以内对混凝土保湿养护;(2)混凝土浇水养护的时间:养护期不少于14d;(3)浇水次数应能保证混凝土处于湿润状态;(4)混凝土强度达到5MPa前,不得拆除堵头模板;(5)衬砌混凝土实测项目偏差须满足下列要求。
4二衬施工注意事项
(1)检查接缝模板、堵头板是否安装牢固,检查灌注部位的作业窗是否关闭,检查输送管接头是否牢靠。(2)灌注混凝土前,必须用水将基底冲洗干净,灌注时必须两侧同时进行,否则造成偏压导致跑模,灌注部位的作业窗两侧必须用销子插上。(3)混凝土材料的选用、配合、搅拌、运输、灌注、振捣等要求按混凝土施工技术规则进行。
5保证衬砌背部密实的措施
(1)加强光面爆破控制,提高围岩基面平整度。(2)严格施工过程控制,对初支平整度不满足要求的不予验收,直至补喷合格后才允许进入下一道工序的施工,确保初支基面平整。(3)加强防水板铺设质量控制,特别是防水板固定后的松紧度控制,预防太紧防水板崩裂,太松形成褶皱导致空洞的出现。(4)加强二衬混凝土浇筑过程的振捣质量。(5)加强各工序作业人员的质量意识和责任心,把好每道工序质量。
2数据介绍
隧道主要应用GPS进行控制网布设进行高程传递。对于控制点来说,由于需要进行拟合处理,在这种情况下需要的数据比较少。以某一桥梁为例,采用20个公共点对三次样条模型和移动曲面进行拟合分析,根据需要数据前四位省略,见表1所示。在数据类别方面,根据GPS高程拟合原理,可以将其分为起算数据、检核数据。其中,起算数据中的点一方面包含大地高,另一方面包含正常高,同时以此为计算拟合模型中的参数。检核数据是已知大地高,高程异常通过应用拟合模型进行计算,进一步获得正常高。本文中将11个数据点作为起算数据,9个数据点作为检核数据,具体分配方案为起算数据13个,分别为1、3、5、6、7、9、11、14、16、18、20点,检核数据9个,分别为2、4、8、10、12、13、15、17、19。
3数据解算结果及分析
分别对三次样条拟合和移动曲面拟合两种模型根据分配好方案进行数据拟合,三次样条拟合法比移动曲面拟合法效果更好一些,两种方法得到拟合结果值与已知各点高程异常值关系如图1。当多跨桥梁长度、隧道长度分别小于3000m、6000m时,通过移动曲面拟合法可以满足精度要求。对于三次样条曲线拟合,在应用过程中,需要注意X分量、Y分量对拟合结果产生的影响,在某些情况下,三次样条拟合出高程异常面会出现失真现象。对于多跨桥梁、隧道来说,当其长度分别超过3000m、6000m时,在这种情况下,通过移动曲面拟合法获取高程数据,在精度方面早已不能满足要求。对测区内一块宽1000m,长5000m区域采用三次样条拟合法和移动曲面拟合法进行高程异常拟合,结果如图2所示。通过对比分析两种拟合方法所得结果及拟合图形,同时结合三次样条和移动曲面拟合原理,可知三次样条拟合法存在一定的局限性,三次样条法拟合法与X分量或者Y分量密切相关,拟合结果受X分量、Y分量的影响,进而影响拟合结果的可靠性。
2隧道工程的爆破设计
2.1选择合适的爆破器材以及炸药
爆破器材以及炸药的用量与炸药本身的威力、围岩的性质、以及炮眼的直径和深度等是息息相关的,同时在爆破器材的选择时还要注意满足装渣作业和围岩扰动程度的要求。该隧道工程根据上述的条件和要求在爆破设计和施工过程中选用了防水乳化炸药,采用塑料导爆管传爆作为起爆系统来控制隧道工程的爆破,周边的炮眼使用导爆索起爆,并将炸药按照相关的爆破设计要求分成数段均匀绑在了小竹片上,以此来保证合适的装药间距。其中炸药的药卷直径为不超过29mm,以实现不耦合装药的理念。此外,所有的炮眼在装入了炸药以后,要在20cm范围内用黄粘土堵塞。为了在最大程度上避免爆破对隧道工程围岩产生不利影响,还采用非电毫秒雷管微差控制爆破技术,来达到光面爆破和预裂爆破的效果。为了使爆破达到最好的效果,要在现场进行爆破试验,然后依据实验的结果对爆破器材以及炸药的选择进行修正,直到取得最好的爆破效果。
2.2合理选择开挖方法和进尺
经过对该隧道工程围岩状况的深入调查和研究,在爆破设计阶段我们决定采用采用中空孔斜眼楔形掏槽作为主要的掏槽型式,掏槽眼深度超出其他炮眼深度50cm以上;因为隧道的浅埋和断层区域处于浅埋破碎带,并分布有强风化砂岩,可以划分为Ⅳ级围岩,所以此处的稳定系较差,采用三台阶施工的方法来进行爆破施工,分上中下台阶对此处进行开挖,其中上台阶及中、下台阶左、右侧错开3~5m同步施工;上台阶高度为2.89m。开挖面积为24.5m2,计划每循环进尺1m;阶高度为1.89米。开挖面积为17.5m2,计划每循环进尺1m;下台阶高度为3.76m,开挖面积为48.8m2,计划每循环进尺1m。
2.3设置科学的爆破参数
为了减轻爆破时产生的震动对Ⅳ级软弱围岩形成不利影响,除了在周边眼之间设置空眼作为散能和定位外,周边眼均采用小直径光爆药卷。
二、砼厚度的地质雷达探测试验
试验目的是分析地质雷达对钢筋砼构件的检测精度。试件尺寸为2m×2m钢筋砼方柱,强度为C25,配合比(kg/m3)为水∶水泥(标号为325)∶粗骨料∶细砂=195∶464∶551∶1170。其中粗骨料为19~31.5、9.5~19、4.75~9.5mm,经筛分试验确定3种规格的掺量分别为30%、60%、10%,形成连续级配。经检验,碎石为同颜色,不带杂物,含泥量0.5%,压碎值10.4%,符合规范要求。钢筋主筋为直径16mm二级螺纹钢,间距93mm;箍筋为直径10mm一级圆钢,间距90mm。保护层厚度统一设置为40mm响了检测精度,实际检测精度可能更高,地质雷达对于不同介质界面的探测具有较高的精度,检测结果较为可靠。
三、工程应用案例
工程概况某隧道位于赣南山区,为小净距短隧道。隧道纵坡为单向坡,左、右线纵坡坡率分别为2.125%、2.1%。洞门均为1∶1.6削竹式。按新奥法原理设计为复合式支护衬砌结构。根据地质勘察揭示的围岩情况,将洞身(包括紧急停车带)划分为FS3b、FS4a、FS4b、FS5a、FS5b、FS5c及明洞FSM等衬砌结构类型。试验主要采用地质雷达对浅埋一般段FS4a衬砌施工质量进行扫描检测。FS4a型衬砌的结构如下:初期支护为22药卷锚杆(单根长3.0m),锚杆环距×纵距为1.0m×1.0m,喷射23cm厚C25砼,6@20×20cm双层钢筋网片,工字钢(拱架)纵距1.0m;二次衬砌结构为40cm厚C30钢筋砼拱圈,40cm厚C30素砼仰拱。检测结果分析为地质雷达检测10榀钢拱架纵向间距的结果,为地质雷达扫描检测初期支护砼喷射厚度的结果,为地质雷达扫描检测二次衬砌砼钢筋网片保护层厚度的结果。从表2来看,2#、5#、7#钢架间距超过规范的允许偏差,施工方需在后续施工过程中严格控制钢筋间距,确保钢筋榀数满足设计要求。
在建立大桥控制网时,采用桥梁轴线建立坐标系对所应用的GPS技术进行处理。在桥梁主轴线上,联测或假定一个控制点,并且以轴作为GPS控制网方位基准,由高精度测距仪测量主轴线两端控制点间长度确定网尺度基准。在主桥高程面上选择GPS桥梁控制网投影面。
1.2GPS在隧道控制测量中的应用
在布设GPS隧道控制网时,通常采用隧道工程坐标系。在布设隧道工程坐标系的过程中,其原点一般选择隧道洞口控制点,并且在方向上要求X轴指向与线路前进方向一致,同时通过正交的方式,使得Y轴与X轴构成右手系。在对GPS隧道控制网网点进行选择埋设时,需要考虑GPS测量对点位的要求,以及隧道施工的要求。
2GPS高程拟合精度评定指标
为了对GPS高程拟合精度进行客观的评论,需要对所有的GPS点进行水准联测,在全网上均匀分布起算点,选择其他点作为检核点。在内符合精度方面,根据参与拟合计算已知点高程异常与拟合出高程异常求拟合残差;在外符合精度方面,根据检核点高程异常与拟合出高程异常间差值,计算GPS高程拟合的外符合精度M;GPS水准精度评定,根据检核点与已知点距离L计算检核点拟合残差限值评定GPS拟合高程达到的精度。
3数据介绍隧道主要应用
GPS进行控制网布设进行高程传递。对于控制点来说,由于需要进行拟合处理,在这种情况下需要的数据比较少。以某一桥梁为例,采用20个公共点对三次样条模型和移动曲面进行拟合分析,根据需要数据前四位省略,在数据类别方面,根据GPS高程拟合原理,可以将其分为起算数据、检核数据。其中,起算数据中的点一方面包含大地高,另一方面包含正常高,同时以此为计算拟合模型中的参数。检核数据是已知大地高,高程异常通过应用拟合模型进行计算,进一步获得正常高。本文中将11个数据点作为起算数据,9个数据点作为检核数据,具体分配方案为起算数据13个,分别为1、3、5、6、7、9、11、14、16、18、20点,检核数据9个,分别为2、4、8、10、12、13、15、17、19。
4数据解算结果及分析
分别对三次样条拟合和移动曲面拟合两种模型根据分配好方案进行数据拟合,三次样条拟合法比移动曲面拟合法效果更好一些,两种方法得到拟合结果值与已知各点高程异常值关系。当多跨桥梁长度、隧道长度分别小于3000m、6000m时,通过移动曲面拟合法可以满足精度要求。对于三次样条曲线拟合,在应用过程中,需要注意X分量、Y分量对拟合结果产生的影响,在某些情况下,三次样条拟合出高程异常面会出现失真现象。对于多跨桥梁、隧道来说,当其长度分别超过3000m、6000m时,在这种情况下,通过移动曲面拟合法获取高程数据,在精度方面早已不能满足要求。对测区内一块宽1000m,长5000m区域采用三次样条拟合法和移动曲面拟合法进行高程异常拟合,通过对比分析两种拟合方法所得结果及拟合图形,同时结合三次样条和移动曲面拟合原理,可知三次样条拟合法存在一定的局限性,三次样条法拟合法与X分量或者Y分量密切相关,拟合结果受X分量、Y分量的影响,进而影响拟合结果的可靠性。
2ANFO铵油炸药装药工作原理及在实际中的应用
2.1ANFO铵油炸药装药工作原理
利用空压机提供的高压气体,通过气压调节阀门,使装药器内形成低压区,颗粒状ANFO炸药从进药管被吸入到装药器,并随高压气体从输药导管喷出,将设计的炸药量通过输药导管吹入钻孔,并在高压气体的作用下达到密实。装药器主要由高压进气管、气压调节阀、进药管、半导体输药软管等组成。
2.2ANFO铵油炸药装药在隧道工程中的实际应用
2006~2007年间,智利一家矿山公司在进行地下铜矿开采时就使用了ANFO炸药,装药工艺和现在我隧道内使用的类似。该工艺得到了智利公安部门的认可,在智利运用相当普遍。掘进和辅助眼用半卷直径25mm或者32mm的硝铵炸药做起爆体(放入孔底),装药时将输药软管插入孔底,打开气压调节阀门,开始装药,根据装药的速度边装药边向外移动输药导管,当钻孔装满药后,关闭气压调节阀,完成一次装药。起爆点的设置,无论用电雷管起爆,或用导爆索,均能保证稳定爆轰。使用电雷管,掏槽眼一般设上、下部两个起爆点,主要是防止作业过程中脚线损坏而采用的保险措施。总的来看,使用导爆索价格略高,但装药进度快,施工简单,节省人工,国外施工中,人工工时费高,因此,两种起爆方式在经济上均是可行的。(ANFO铵油炸药爆破施工工艺)关于ANFO炸药在使用过程中会产生静电不安全的说法在实际使用过程中是可以避免的。在隧道内潮湿的施工环境一般是不会产生静电的,再者静电是在不导电的情况下才能积聚电压,而隧道内潮湿的环境几乎全是导体,台架亦和大地接通,所以即使产生轻微的静电也会流失,不会积聚产生静电反应。伊朗的雷管在生产过程中两根导线的尾部是包在塑料皮里面的,在装药过程中是安全的,连线是由伊朗专业爆破人员来完成的,连线过程和使用硝铵炸药的工艺是一样的,该工艺亦获得伊朗爆破工程技术人员的认可。
3ANFO铵油炸药在使用过程中采取的措施
3.1使用ANFO铵油炸药一般要求
(1)隧道施工应严格按《公路隧道施工技术规范》,《爆破安全规程》等相关法律法规执行。(2)电力起爆时,爆破主线,区域线、联接线,不应与金属管物接触,不应靠近电线、电线信号、铁轨等,应在洞内检测杂散电流且其值不应大于30mA,否则应采取相应措施。(3)电力起爆网路洞内导线应使用绝缘性能良好的铜芯线,所有穿过填塞段的导线、导爆索、导爆管,均应采取保护,以防填塞时损坏。(4)洞内光面爆破均应采用不耦合装药,缓冲炮孔可采用不耦合装药和间隔装药;现场验孔、装药应在技术人员监督下由熟练爆破员操作。(5)洞内爆破后,应充分通风,保持洞内爆破作业场所通风良好。
3.2使用ANFO铵油炸药使用注意事项
(1)钻孔过程均采用水钻工艺,整个工作面都处在潮湿的工作环境中,凿岩台架和大地接通,以利装药过程中潜在的静电流散,不至积聚。(2)装药过程中,装药现场的施工及照明用电全部处于断电状态,在离工作面20~30m处采用探照灯或矿灯照明;加强洞内施工用电的日常维护巡查工作,特别是在潮湿的作业点和作业台架附近,要求所有照明线路必须安全可靠,防止出现漏电隐患。(3)输药管采用专用的防静电半导体软管,体积电阻应符合产品标准。(4)ANFO炸药装药器使用时必须接地(用铜心电线),且接地电阻不应大于105Ω。(5)装药现场空气相对湿度不应小于80%,装药前及装药过程中采用湿度仪随时对空气湿度进行检测,如达不到规范要求应采取人工喷水措施。(6)装药器的工作压力不应大于6×105Pa。(7)静电电压测试,采用Monroe281型静电测试仪对由装药工具喷出的ANFO炸药进行测试炮孔内静电电压不应超过1500V,在装药过程中随时对静电电压进行检测。(8)拔管速度不易太快,每孔(深3.2m~3.8m)装药速度控制在40s~45s内,即装药速度不超过0.08m/s;拔管要均匀,严禁在炮孔内反复抽动输药管。(9)采用ANFO炸药进行装药时,作业人员必须佩戴专门防护口罩、穿着全棉工作服;以防摩擦静电产生。(10)掌子面有渗水或炮孔内有渗水的不得采用ANFO炸药。(11)装药结束,必须严格按照爆破安全规程进行安全警戒,疏散影响区域内的人员并撤离机械设备。同时应安排炮工及监炮人员(洞内作业必须2人以上)配合爆破公司技术人员完成爆破作业。(12)连线要在装药完成之后进行,整个连线过程由爆破公司专业人员及炮工或监炮员共同完成。
4ANFO铵油炸药使用过程中的优点
ANFO炸药使用过程具有可靠的实用性、高效性和良好的经济性等优点,具体表现在以下几个方面:(1)实用性强,可广泛用于浅孔、深孔、平巷等掘进爆破,同样适用于水平钻孔的隧道爆破。(2)装药过程操作简单,2人即可实现装药的机械化,大大提高了装药效率,作业安全性和作业环境条件得到改善,降低了工人的劳动强度。(3)装药速度较快,比传统的人工炮棍装药提高2~3倍以上,缩短了作业周期,加快了工程进度。(4)装药用风由空压机提供,只需增加装药器,成本低廉,总成本不超过300元。但相对传统的硝铵炸药,可节约10倍成本(硝铵炸药30.4元/㎏、ANFO炸药2.3元/㎏,考虑ANFO炸药使用率是硝铵炸药的1.3倍,则每个工作循环将节约10倍的炸药成本)。
1)隧道为分离式铁路单线隧道,由2个4.625km的主洞和18个横通道组成,单个横通道长约17m;隧道施工总长9556m;
2)西口明挖段长约1165m,主要为石方开挖及挡墙工程;
3)东口明挖段长约960m,主要为钻孔桩挡墙、土方开挖以及一座抽水泵房工程;招标文件规定可以选择钻爆法、TBM工法中的其中一种来进行报价,通过经济技术比较分析,选择了钻爆法。
2项目合作模式
设计施工总承包模式在国外较流行和成熟,而在我国正处于推广阶段。采用设计施工总承包模式可以使得设计方案更贴合实际施工,有效地控制投资,在一定程度上能减少变更设计和设计、施工交流不畅的问题,并可以取得缩短建设周期、降低建设成本、提高工程质量的综合效果,还可使业主免于处理各种复杂的协调关系,因此在国际上广为流行。设计施工总承包要求承揽单位应同时具有相应的设计和施工资质。目前我国同时具有设计和施工资质的企业并不多,因此参与国外项目投标一般采用联合体模式,由两家或两家以上单位优势互补。该项目投标采用了国内惯用的联合体投标模式,为了减小国内大量劳务人员输出的难度,对一些分项工程或者专项工程进行了分包,构成了一个复杂而系统的设计施工总承包模式。特别注意的是,由于分包单位众多,同一条隧道的不同施工工序由不同单位完成,工作面矛盾、施工组织冲突等问题需及时协调,因此中标后总承包单位的协调、组织工作需尤其重视。该隧道项目采用中方公司———A公司与外方当地公司组成联合体的合作模式。A公司与一家以色列公司组成联合体共同管理项目,中外双方在联合体中所占股份50%∶50%。
3合同单价的调整和工程量清单特点
报价方式分总价合同方案和单价合同方案,该项目采用了单价合同方案。由于该项目拟定采用的隧道工程的施工方法为NATM(钻爆法),投标报价阶段仅能获得招标方提供的粗略的不同岩石长度和岩石质量分级,不能保证施工中实际情况完全与之相符,为了方便后期施工中变更设计或者索赔工作的进行,因此该项目投标采用单价合同方案。合同额将来会根据围岩质量情况进行相应调整,好的岩石会减少延期付款,差的岩石业主会追加付款。另外,在投标报价过程中,该项目的工程量清单与国内的工程量清单有一些不同之处,以色列的工程量清单相对来说比较粗。例如,在土方开挖部分,以色列的工程量清单会显示每单位长度的价格,而国内的工程量清单则要详细很多,分为土方开挖、出砟运输、支护、排水、爆破等等分项,分别给出价格,最后整合出单位长度的价格。
4项目重点及难点
以色列的很多基础设施项目均采用欧美等发达国家的规范与标准,项目标准要求高。该项目也不例外,其特点主要有如下几点:
4.1付款条件
该工程工期控制紧,采用划分非常详细的里程碑付款。该项目按照里程碑事件申请付款,申请45天后的每月10号或25号付款。该项目总工期39个月,里程碑划分如下:
1)完成三个阶段的设计,共计价3次;
2)根据进洞需要完成洞外工程并完成隧道50m开挖支护,付洞外工程,共计价4次;
3)完成东西明挖段的开挖挡墙工程和完成全部明挖工程,共计价4次;
4)单洞每开挖385m计价一次,共24次;
5)防水及二衬每完成490m计价一次,共19次;
6)混凝土底板每完成925m计价一次,共10次;
7)连接横通道每完成一座计价一次,共18次;以上合计83个付款里程碑。且根据不同的施工方式,每个里程碑付款的比例会有所不同。
4.2工期奖罚及项目调价
在以色列实施项目,业主一般规定了非常具体的奖罚制度。该项目奖罚制度为:每提前一个月奖励合同额0.6%,上限为3.6%;延期完工罚款合同额每月1%,上限为5%。另外,以色列的项目调价制度有点特殊:80%付款根据道路造价指数调价,20%付款根据房屋造价指数调价。
4.3工程范围大,单位工程多,分包单位多,协调工作大
该工程涉及开挖、支护、出碴、二次衬砌、机电等单位工程,涉及设计分包商、开挖和支护分包商、二衬防水、二衬钢筋工程及二衬混凝土工程、土方及洞口明挖分包商等众多分包单位,有效的协调是工程顺利进行的关键。该工程隧道施工总长约9556m,沿线环境复杂,存在多处断层、地下水等施工难度较大地段,不确定因素多,施工风险高。
4.4必须保证混凝土的连续供应
在以色列,新建、在建工程,在施工现场架设混凝土搅拌机(现场设搅拌站)现场搅拌混凝土审批困难,而只能统一使用商品混凝土。此举可避免水泥粉尘和噪音污染,而且流水化作业生产制作,水泥质量稳定,可以大大提高工程施工质量。但这也给施工带来了一定困难,如商品混凝土的夜间及周末、节假日供应将影响项目工期及成本。经过项目部多日的协调,夜间及周六、节假日供应商品混凝土已解决,没有大的影响,没有额外费用。
4.5工人签证审批严格
但凡在国外承接项目,对于需要大量中国工人完成的项目,中国工人签证都是一个很关键的问题,必须妥善解决。以色列最近几年出台了一系列关于劳工的政策,对进入以色列的劳工有很多限制。该项目为了解决工人施工问题,通过申请专家签证,输出了有限的工人。这不仅限制了劳工输出的数量,且在很大程度上大大增加了签证和工人输出的成本(专家签证一年的费用比劳工签证高)。该工程为了解决工人缺乏的问题,在项目实施过程中,实行了多个单项工程的分包,与国际上其他国家的公司合作,从而很好地缓解了这一矛盾。
4.6爆破材料规定和限制
以色列爆破用品限制非常严格,所以在使用爆破用品时需要特别注意。
1)爆破材料的运输、处理、存储和使用需要根据相关法律进行,并需要经过劳工部施工监督项目经理和以色列警察的批准。如果以色列警察批准了爆破材料的存储,监督员有权到访施工区爆破材料的存储,并视察存储组织和保安。
2)对于进出存储的爆破材料,承包商需要保持连续记录和不断地监督所有数量的爆破材料以及附近的收发。项目经理或者劳工部监督施工的项目经理会,根据自己的决定,随机抽查这些记录。如果出现任何情况的偷盗,应立即通知警察和监督员。
3)项目经理对炸药操作的批准并不减免承包商对其雇员、监督管理人员、现场到访者或者过路人的安全以及整个施工和财产安全负责权的责任。任何由于爆破操作造成的对施工、公共财产、安装财产或者私人财产的损害都必须由承包商自己负责赔偿。
4)如果警察批准在隧道内存储炸药,那么存储在隧道内的炸药用量不能超过正常施工24h的用量,需要经过数量审查和经过劳工部监督施工的项目经理和以色列警察的批准。此要求同样适用于雷管、爆破加速器、导火线和其它进行爆破施工所需要的附件。
5)在隧道内存储炸药和附件以及存储细节需要经过劳工部监督施工的项目经理的特别批准。如果劳工部的项目经理或以色列警察不颁发这些批文,承包商无权向以色列铁路公司进行任何索赔或者要求。
6)在炸药存储区附近30m内不得安装变压器或者任何会释放火星的仪器。
7)出现闪电期间所有装药必须停止。