城市轨道交通施工方法范文

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城市轨道交通施工方法

篇1

在整个城市轨道交通工程施工中,主要包含了车站和区间隧道施工,而这就要求施工企业必须切实掌握其施工技术要点,才能更好地强化工程质量。但是在车站和区间隧道施工中十分复杂,各施工技术要点较多,因而本文主要就城市轨道交通施工中最为重要的施工技术要点进行了简单的介绍。

1.城市轨道交通施工中的车站施工技术要点

1.1枢纽站施工技术

在对枢纽站进行施工时,主要是掌握换乘枢纽共建技术。这就需要严格按照人本原则和换乘便捷的原则,加强对枢纽站的建设施工管理。在实际施工中,主要应结合枢纽站设计确定的施工方案进行施工,并在整个施工中紧密结合实际需要制定针对性的施工技术方案,在确保枢纽站施工质量到位的同时完全满足其功能的发挥。对施工中出现的个别问题,进行针对性的处理,以保证施工安全进度质量。例如在某城市轨道交通工程的三号线车站的东侧墙面由于需要大面积的凿除,导致其结构整体的刚度被大幅度的降低,因而在实际施工中就需要采取先撑后凿的技术措施对其进行施工作业,并在凿除过程中采取化整为零的方式方法,做到随凿随建,才能更好地确保其整体刚度,保证其整体稳定性。而在四号线车站进行开挖时,由于施工控制不当,导致基坑变形,该施工企业又采取化整为零的方式进行基坑开挖,并设置了四道墙壁用于封堵,有效的确保了施工的安全和质量。

1.2盖挖施工技术

在城市轨道交通工程中,为了更好地解决施工现场和道路交通之间的矛盾,传统的盖挖施工技术已经难以满足实际需要,而如果采取新型的盖挖施工技术,其施工流程是通过盖挖进行逆作一体化技术,并建立标准化和模数化的临时路面体系,从而形成如下图所示的盖挖逆作一体化路面体系。

1.3深层地基的加固技术

在深层地基加固过程中,传统的加固技术已经难以满足实际需要,因而笔者以下列举几种新型的深层地基加固技术。一是双高压施工法,其加固深度和直径最大可以达到50米和2.4米,不仅加固范围较大,而且单桩能大直径和大深度的加固土体,因而在诸多工程中得到了广泛的应用。二是MJS高压旋喷法,该技术主要是全方位的平衡压力,进行高压和旋喷的施工方法[1]。

2.区间隧道施工技术

2.1盾构始发接收施工工艺

该施工工艺包含了诸多流程,例如处理地基、拆除洞门、安装止水装置和拼装负环、掘进盾构和封堵洞门等,且在这些施工环节中均包含了工程质量和安全的影响因素。尤其是在进行盾构隧道施工时,盾构始发接收事故发生率往往高达70%。而究其根源,主要就是因为施工的情况越来越复杂,影响施工安全的因素较多,所以传统的盾构始发接收施工工艺已经难以满足实际需要,加强新型技术的应用,这就需要应用上述的双高压旋喷和MJS施工技术,并在确定加固范围的基础上,紧密结合多种加固工艺的优点,对加固方案进行科学的确定。而在此基础上,就应对盾构接收流程进行优化,采取多层进洞接收的工艺,才能更好地确保施工效果,在降低渗漏风险的同时确保隧道施工安全[2]。

2.2障碍物正面切削技术

当盾构需要从既有工作井穿越时,就应采取切削技术将障碍清除,但是施工人员必须在穿越盾构前进行地下墙的爆破,并确保其带来的振动和破裂不会对现有的隧道结构带来影响,且爆破之后的墙能及时的进行盾构切削,从而及时的将障碍物清除。

2.3盾构穿越技术

在实际施工中,由于某些轨道交通已经建成,而此时新建的隧道工程需要盾构穿越已经运行的轨道交通线路,这就需要应用盾构穿越技术,采取超大直径的平衡盾构,并采取近距离的方式从运行中的轨道交通线路中穿越。但是为了避免对已经运行的轨道交通线路带来影响,首先就应切实加强工程监测工作的开展,采取沉降自动检测系统实时监控已经运行的轨道交通线路;其次就是在穿越区段划分时,就应严格控制穿越时的推进速度,速度一般应控制在每分钟20毫米左右,以确保整个盾构施工的均衡,从而尽可能的将对周边土地带来的扰动和影响降到最低;最后就是控制土体的卸载数量,同时还应进行结构同步施工,才能提高管片的整体强度。

2.4DOT双圆盾构施工技术

该技术主要是在同一平面上配置双圆形的刀盘两个,并与泥土压平衡盾构机同时施工,且与圆形断面相切的位置进行连接,设置海鸥型的接头管片,构筑双圆形的隧道。采取这一技术能替代传统的地铁隧道和地下高速公路等采用的传统技术,不仅能促进断面形式的优化,还能将断面面积减小,实现地下资源利用的最合理化。例如在某城市轨道交通工程中,通过采取这一技术,建筑物的最终变形最大沉降量仅为-4.07 mm,最大隆起量仅为4.63 mm。管线共同沟的最终变形最大沉降量仅为-7.80 mm,最大隆起量仅为0.75 mm。该工程中总结和运用的新技术代表了当前双圆盾构隧道施工上的最高水平[3]。

3.结语

综上所述,对城市轨道交通施工方法进行探讨具有十分重要的意义。作为新时期背景下的轨道交通施工企业,必须充分意识到施工技术在整个施工安全和质量中的重要性,并在坚持安全的原则下,切实加强现代新型城市轨道交通施工技术的应用,才能更好地提高整个城市轨道交通工程的质量,才能更好地强化和完善城市轨道交通网络,为人民的出行带来便利的同时强化自身的核心竞争力。

参考文献

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一、前言

我国国民经济的快速发展大力推动了城市化进程,城市人口逐渐增多,城市轨道交通事业得以蓬勃开展,轨道交通日益受到人们的关注。由于城市轨道交通工程在施工时面临着周边环境复杂,各种建构筑物、地下管线多,且对施工变形控制要求高;工程地质与水文地质复杂,不确定因素多;结构形式较多,施工方法交叉变换多,施工难度大等诸多问题,因此我们必须要重视其施工方法和施工工艺的研究。

二、城市轨道交通的特点

1.轨道交通是世界公认的低能耗、少污染的“绿色交通”,是解决“城市病”的一把金钥匙,对于实现城市的可持续发展具有非常重要的意义。

2.轨道交通安全性较高

轨道交通运行在自己专用的轨道上,与其他交通工具没有交叉点,不受其他交通工具的干扰,依靠先进的通讯、信号系统运作,较少发生事故。

3.轨道交通运输能力较大

轨道交通由于高密度运转,列车行车时间间隔短,行车速度高,列车编组辆数多而具有较大的运输能力。单向高峰每小时的运输能力最大可达到6万~8万人次(市郊铁道);地铁达到3万~6万人次,甚至达到8万人次;轻轨1万~3万人次,城市轨道交通的运输能力远远超过公共汽车。据文献统计,地下铁道每公里线路年客运量可达100万人次以上,最高达到1200万人次,如莫斯科地铁、东京地铁、北京地铁等。城市轨道交通能在短时间内输送较大的客流,据统计,地铁在早高峰时1h能通过全日客流的17%~20%,3h能通过全日客流的31%。

4.轨道交通快捷性好

与常规公共交通相比,城市轨道交通由于运行在专用行车道上,不受其他交通工具干扰,车辆可以保持较高的运行速度,有较高的启、制动加速度,列车停站时间短,上下车迅速方便,而且换乘方便,从而可以使乘客较快地到达目的地,缩短了出行时间。

5.轨道交通舒适性较高

与常规公共交通相比,城市轨道交通的车辆具有较高的运行稳定性,车辆、车站等均安装有空调、通风等设施,车站导向明确,自动售票机、自助终端等设备为乘客提供便利,因而具有较好的候车环境和乘车条件,其舒适性优于公共汽车、出租车。

6.轨道交通具有较高的准点性

轨道交通由于在专用行车道上运行,不受其他交通工具干扰,不产生线路堵塞现象并且不受气候影响,是全天候的交通工具,列车能按运行图的时刻表运行,在列车准点方面较有保障。

三、城市交通轨道的施工方法及施工工艺

现阶段全世界城市轨道交通线路的轨道结构型式一般采用短轨枕式整体道床结构。通常来讲,短轨枕式整体道床结构主要有以下几种施工方法和施工工艺:

1.分段换轨法

我国很多城市轨道交通既有无缝线路进行改造时,多采用分段换轨法。分段换轨法的主要作业程序是,先将250m或500m长钢轨运至铺设地段,摆放于线路两侧,焊成单元轨节,一台收轨机将拆除的短轨收放于轨枕中间,另一台收轨机将摆放于线路两侧的长单元轨节收到承轨槽内,调整轨距安装扣件,将拆除的旧钢轨回收装运。

分段换轨法比较适用于既有线的改造施工,若新建线路采用此方法进行施工,不仅会降低施工效率,还会浪费大量的短轨。

2.轨排铺设法

长钢轨铺设法就是在车站或区间轨道等铺轨基地上,预先将钢轨和轨枕组装成一定长度的长轨排,然后用轨排运输车运至铺设工地预先设置好的铺助导轨上,用轨排运输车上的一排门式起重机,将长轨排铺设于铺助导轨位置,并及时调整轨道的几何尺寸,然后立模浇筑混凝土支墩和整体道床混凝土,最后用牵引装置牵引铺助导轨向前移一单元,并焊接连接结构,同时轨排运输车返回组装地,如此循环,进行下一轨排的铺设,直至施工到设计里程。

钢轨铺设法采用基地组装轨排,工厂化生产,技术可靠,易于管理,而且施工过程中不会对线路钢轨造成污染和损伤,但铺轨效率不太高,德国IEC铺轨作业基本采用此方法,平均作业效率为750m/d,另外此种方法长期占用区间,对于客运专线来说其站间距长,工期紧,一个区间内要进行铺轨、焊轨、补碴、整道、线路锁定等多工种作业,所以不很适用,故不经常采用。

3.单根轨枕综合铺设法

单根轨枕综合铺设法的主要作业程序是:首先将轨枕、厂焊长钢轨装至枕轨双层运输车上,上层装轨枕,底部装长钢轨;然后机车推送枕轨运输车至铺轨现场与铺轨机组连挂;最后钢轨抽拉装置抽拉长钢轨到铺轨机前端,由钢轨引导车引导,铺轨机前端的钢轨连续放送装置向前放送长钢轨并预铺至线路两侧。钢轨预铺的过程中,每隔15m距离布设低滚道承担长钢轨以减小阻力和曲线上固定钢轨。钢轨收轨铺设时,钢轨引导车的引导轮将钢轨定位到收轨控制的第一个收轨位置,布枕机按要求布设轨枕,同时收轨器将线路两则的长钢轨收至承轨槽内,后续人员补上扣件。如此循环,将枕轨运输车的所有轨料铺设完毕,枕轨运输车与铺轨机组分离,由机车牵引返回基地装料,然后进行下一单元的铺设。

单根轨枕综合铺设法平均铺轨效率可达到1.5km/d,高峰时可达到2.0~2.5km/d,不必设置轨排组装基地,省却了吊卸轨排的门吊等设备,还节省了大量的临时短轨、辅助导轨等材料,且此方法运输轨料及空车返回时占用区间的时间较短,对后续的工序如工地铝热焊、补碴整道、线路锁定等影响较小,比较适合于新线铺轨工程量大、工期紧等施工。秦沈客运专线采用此方法,取得很好效果。

4.推轨铺设法

推轨铺设法是一种辅助施工方法,对于有碴、无碴轨道由于交通条件不同,其施工方案也不相同。一般来说对于长大隧道内的整体道床以及无碴轨道来说,由于轨枕块与道床已浇筑在一起,铺设长轨时可采取长轨运输车运输长轨条,利用推轨车将长钢轨一次推人承轨台落槽后上紧扣件,推轨车和运轨车立即在其上行走通过,实现连续作业。对于有碴轨道,当沿线交通条件较好,单根轨枕运输方便时,也可以先人工布放单枕,然后采取推轨法铺设长钢轨。

推轨铺设法相当于单枕综合铺设法中的一个铺轨工序,但机具略作改造,十分简单,铺设速度较快,避免了换轨法铺设长钢轨需要二次铺轨的缺点,也避免了单枕综合铺轨法需要昂贵大型专业机械的缺点,是一种常用的长钢轨铺设方法。

此外,钢轨连接头的焊接质量对整个交通轨道的施工质量影响重大,因此在对城市交通轨道施工方法的选择时,还要选择适当的焊接工艺和焊接参数。一般来说焊接工艺和参数的选择必须要根据不同类型的接触焊机,按照工程中所使用的钢轨材质和采用的闪光焊接方式,并结合焊轨现场的具体施工条件,经过反复的试验再予以选择和确定。

上述四种施工方法的不同之处主要在于,整体道床施工时采用的钢轨不同。轨排铺设法和分段换轨法均采用工厂厂焊长轨条,而对于城市交通轨道工程来说,由于施工场地所限,单独设置铺轨基地和焊轨厂十分困难,因此多是采用外地厂焊长轨,然后借助长轨运输列车运至施工现场。而单根轨枕综合铺设法直接采用待焊钢轨进行铺设,因此钢轨的焊接质量是影响单根轨枕综合铺设法的关键,但是目前由于焊接工艺的发展和改进,钢轨的焊接质量已经完全能够满足城市交通轨道的安全、舒适度等要求,因此单根轨枕综合铺设法逐渐成为一种比较理想的城市交通轨道施工方法。

四、结语

可以预见的是,在我国城市化进程中,城市轨道交通将会扮演重要的角色。因此,在进行城市轨道交通建设中,要充分研究论证,统筹规划、精心设计、合理引进,科学操作,与国内城市具体情况相结合,推动城市轨道交通快速、健康发展。

参考文献:

[1]屈平 方芳:《轨道交通掀起建设新》,《交通与运输》,2004年06期

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我国第一条大容量的城市轨道交通明珠线一期工程,南起漕河泾北至江湾镇,正线全长24. 975 km , 其中高架线21. 514 km , 占全长的86. 1 % , 地面线3. 461 km , 占全长的13. 9 % 。由于城市轨道交通大部分线路在高架上,与城市地下铁道不同,其轨道结构的实施就要考虑钢轨温度力的影响,桥梁、车站不均匀沉降的影响,大跨度预应力桥梁徐变及对城市环境的影响等。

1  明珠线轨道结构的类型

城市轨道交通在我国属起步阶段,除上海市轨道交通明珠线工程正在建设实施外,全国其他各大城市,如北京、长春、沈阳、武汉、重庆、南京、杭州等地都已进行了可行性研究,并都把如何实施轨道结构作为一项亟待解决的重大课题。上海市轨道交通明珠线工程高架线路的轨道结构采用了如下的型式。

1. 1. 1  钢轨:为60 kg/m 高碳微矾轨(pd3) 。为了减少对轨道的振动和噪声,提高行车的平稳性,将标准轨焊接成长钢轨,即无缝线路。考虑到温度压力影响,在车站的道岔前后及大跨度桥梁中部设置了钢轨温度伸缩调节器。

1. 1. 2  扣件: 为新型的小阻力wj-2 型ω弹条扣件,弹性分开式,其钢轨调高量40 mm , 其中轨下调整量是10 mm , 铁垫板下调整量30 mm 。133229.CoM轨距调整量±20 mm , 即每轨±10 mm 。轨下采用不锈钢板复合胶垫。wj-2 扣件可承受最大横向力40 kn(疲劳荷载),承轨台上的支承块不设挡肩。扣件节点刚度为40~60 kn/ mm 。锚固螺栓拧紧扭距为300 n·m。预埋绝缘套管抗拔力> 100 kn 。钢轨与承轨台间电阻> 108 ω。

1. 3  轨下基础:为支承块式承轨台道床结构,即将预制的钢筋混凝土短枕块(每块支承块顶面预留2 只锚固螺栓孔),在相邻两股钢轨下各垫一块,用锚固螺栓及扣件将钢轨与支承块连在一起,并将预制好的支承块置入混凝土道床中。承轨台则为一种与桥梁梁部连成一体的一种沿纵向铺设在每股钢轨下面的条形钢筋混凝土结构,其特点是轨下基础和梁部紧密联结,具有很高的强度和稳定性,排水性好,符合城市景观要求。但其精度要求高,施工难度大,尤其在梁跨较大时,由于梁部顶面的徐变难以控制,会影响承轨台的制作和顶面的标高,同时还存在台体与梁体施工不同步问题。其日常养护维修量小。一旦损坏,维修困难。

2  轨道结构的施工工艺

高架线路支承块承轨台道床结构,它属于混凝土整体道床的一种形式。其施工工艺要求较高。承轨台的施工作业程序可分为3 个阶段进行。

1. 2. 1  施工准备阶段:首先对需铺设承轨台的线路进行测量,设置标桩,进行承轨台放样,并对需浇注混凝土的桥面进行凿毛和清理,然后检查调整桥面预埋插筋,绑扎承轨台下层钢筋。

2. 2. 2  铺调轨道阶段:将铁垫板锚固在支承块上,放置在按设计要求铺设的位置。再将标准轨( 样板轨) 铺设在支承块短枕上,上好扣件,拧紧螺栓。同时在安装好钢轨支撑架后,进行粗整轨道几何尺寸。然后绑扎承轨台上层钢筋,安设定型模板,进行立模。最后细调轨道几何尺寸准确到位并焊接支承块底部与承轨台之间联结钢筋。

2. 3  浇灌混凝土阶段:首先要在灌注前进行各项检查,确定轨道的几何尺寸准确无误后,用商品混凝土进行浇捣承轨台混凝土,对其表面进行收浆抹面,并进行混凝土养生。在混凝土承轨台达到一定的强度后,再拆除模板、钢轨支撑架和标准(样板) 轨,同时对支撑架、模板进行整修,最后再对桥面浇制防水层,进行全面

城市轨道交通高架线路的轨道结构,采用支承块式承轨台整体道床结构,其结构施工具有如下的特点:

(1) 支承块式纵向承轨台新型整体轨下基础不同于一般轨排式整体轨下基础,其区别在于两股钢轨承轨台间无直接的横向联接,在施工中必须借助于钢轨支撑架,并采取一定的技术措施,才能使两股钢轨的各项几何尺寸( 平面位置、标高、轨底坡等) 准确到位。此系纵向承轨台式新型整体轨下基础施工的关键。

(2) 在明珠线高架桥面上使用了gz97 型钢轨支撑架支承钢轨。钢轨底部通过扣件的连接悬挂预制的钢筋混凝土支承块,然后在现场灌筑隔断式钢筋混凝土纵向承轨台,与桥面直接连结而形成整体轨下基础结构的一整套施工技艺。使用gz97 型钢轨支撑架,其结构简单,操作方便,能有效地控制轨道的几何尺寸,采用拆装便捷的纵向承轨台钢模板,能保证现场施工的质量和满足施工进度的要求(如图1) 。

(3) 混凝土承轨台的浇灌利用泵车将商品混凝土泵送上桥,采用分段流水作业的方法,使高架上的轨下基础施工能够全线铺开,以利于加快施工进度。

图1  承轨台施工状态图

3  承轨台施工中有关技术工艺的探讨

3. 1  轨底坡控制

按设计,高架线路的轨底坡为1/ 40 。由于高架上承轨台是采用自上而下的施工工艺,即将钢轨件等架设在支撑架上,把安装好垫板及垫层的支承块用扣件将其悬挂在轨件下施工。钢轨轨底坡的控制是靠支承架上焊1/ 40 内倾契型铁座加以控制,而施工后线路钢轨轨底坡是靠支承块上铁垫板形成的。这样线路钢轨轨底坡与悬挂的支承块无法产生直接的因果关系,而是靠拧紧支承块上扣件螺栓形成接近1/ 40 的自然轨底坡。在实施施工中,由于悬挂在钢轨上的混凝土支承块较重(75 kg/ 块),且悬挂后产生偏心力,而加拧扣件螺栓时的扭力矩按设计要求为80~100 n·m。因此在实际作业中产生支承块铁垫板与轨底出现不密贴现象,有缝隙。在静态下细调轨道几何尺寸时虽符合标准,但在承轨台浇灌后拆下标准轨、支架,换上再用轨后,实际轨距就出现了普遍偏小3~5 mm 、最大达7 mm 的现象。

针对出现的问题,笔者在承轨台浇筑实际操作的过程中研究发现,在上支承块加拧扣件螺栓时, 扭力矩不应受设计要求的80~100 n·m 的限制。应加大扭矩,使轨底与支承块上铁垫板密贴,从而克服因重力偏心、扭力不足产生缝隙的影响,使施工后的线路轨底坡真正达到1/ 40 的要求。至于设计要求的80~100 n·m 扭力矩标准的控制,应在更换无缝线路钢轨时加以实施,并最后满足轨道施工的技术标准。

3. 2  道岔铺设辙部位滑床板密贴控制

通常在铺设碎石道床道岔时,将道岔滑床垫板及护轨垫板钉到岔枕上只需定好轨距,然后钉入道钉或拧上螺栓,较为简单。而在高架上铺设支承块式承轨台整体道床道岔中,因滑床垫板及其联结的支承块两侧长短相差较大,且只在一侧用弹条扣件及螺栓将其悬挂到基本轨上,故偏心力很大,使其很难保证滑床板的水平。尤其要把两侧at 型尖轨下面的28 块滑床垫板保持在高差不大于0. 5 mm 的平面上, 这就是整体道床道岔施工难点所在。若施工时超过上述标准,将出现滑床板与尖轨不密贴,影响运营后道岔尖轨的正常工作。

为了解决上述难题,采取的第一种方法是纵向吊架法,即在转辙器基本轨轨顶上放上数根钢轨支撑架的横梁,在横梁上设置8 根纵梁,在纵梁下悬挂28 个吊钩,分别钩住每一块滑床板及其支承块内侧的联结螺栓,由此将每块支承块调到水平位置。但因放在基本轨上的横梁影响观测基本轨方向的视线,不得不舍弃此法,改用第二种方法,即用钢轨支撑架代替纵梁,使梁高于基本轨轨顶约150 mm 。这样既不影响观测基本轨方向的视线,又不干扰轨距的丈量,明珠线16 标(江湾镇站尽头线) 的2 组道岔是采用这种吊架方式克服了上述困难而进行铺设的。

由于在铺设道岔过程中滑床板水平控制难度极大,第一次铺设后的道岔仍存在个别滑床板与尖轨底部不密贴现象。在第二次铺设道岔中,又针对有关施工工艺作了改进。

道岔的尖轨是在工厂经检验后即与基本轨组装,尖端以铁丝捆扎后发运的。到达现场后,尖轨与基本轨一并铺设,但该种道岔尖轨下在滑床台中设有弹片,弹片又以销钉销紧。因尖轨的设置不仅影响滑床垫板的调平也给销钉的打入造成困难,为此在道岔的施工中采取将尖轨与基本轨分解,在滑床垫板调平及打入销子后将尖轨拨回滑床板,尖轨可在自由状态下检查轨头与基本轨、轨底与滑床台的密贴情况。根据上述分析,把原用纵向横梁吊钩控制滑床板水平面改为用简易螺栓千斤顶支撑方法(简易螺栓千斤顶如图2 所示) 。在施工中用螺栓调正滑床板水平面后,直接浇灌混凝土。这样既在道岔铺设过程中减少了轨距等尺寸丈量的干扰, 又减少吊架装卸等过大工作量。在进行该项施工时,同时可铺设各组道岔,也不必增加制做吊架的费用。实践证明,用螺栓支撑法易调平又稳定。

图2  螺栓顶支撑法调平道岔示意图

3. 3  梁面预留插筋方式梁面预留插筋的方式,效果比较好(见图3) 。但是

在承轨台施工中遇到了几个问题。为使承轨台与梁面混凝土连结牢固,设计采用

图3  梁面预留插筋布置示意图

一是插筋的高度难以达到设计要求,尤其在曲线有超高地段,预埋筋的高程施工时不能满足精度要求;二是其平面位置做不到与承轨台范围吻合, 或宽或窄;三是门式筋纵向位置无法控制正好在两支承块之间,经常碰到支承块。由于这3 个主要问题的存在,使承轨台施工中产生大量的钢筋纠偏、接高、凿梁面补焊插筋、承轨台尺寸加宽等等一系列附加工作,耽误很多时间,增加许多工作量,也增加投资费用(仅明珠线一期工程轨道插筋纠偏的钢筋就增加了100 吨以上) 。

为解决上述问题,笔者认为,在高架上铺承轨台工程中,梁面预留筋的型式必须加以改进。建议采用矮型插筋,即高度全部控制在支承块底部以下,这样能保证不与支承块位置相矛盾;全部采用l 型插筋,不要门式筋,可以节约部分钢材;插筋面积范围缩小(间距缩小,根数不变),以达到施工有一定误差时不致于超出承轨台范围;轨道施工时, 在支承块定位后再考虑与承轨台构造筋焊接(要求预留插筋高度满足焊缝长度要求即可),按需要接高或加宽上面的钢筋。这样就会大大减少人工和材料费,工期也不因此而受到影响。

4  结语

我国各大城市都已把发展城市轨道交通摆在重要的议事日程,但在城市轨道交通的建设实施中,具体采用何种的轨道结构和运用何种的施工方法都还在探索研究阶段。笔者在我国第一条城市轨道交通明珠线的轨道结构实施中,有如下几点体会:

(1) 轨道工程能否如期贯通,将直接影响到接触网、通信信号、电缆等工程的施工进度。轨道工程能否及时贯通,又取决于桥梁与车站土建工程的同步完成。为使后序工程能顺利进行,前期土建工程的施工安排应先难后易,先繁后简。使土建完成后桥梁与车站的沉降、徐变在基本相同的时间内趋于稳定,以免沉降不均,引起轨道异变。这样不仅有利于轨道结构支承块式承轨台道床的实施,而且也大大缩短工期,并保证轨道的工程质量。

(2) 为减少铺轨的工作量和节省投资,可在高架上的梁体与车站贯通后进行承轨台的铺设,使轨道铺设具有连续性,以减少标准(样板) 轨及各种机具用吊车送上桥面施工的工作量,既可满足工期要求,又给施工带来便利。

(3) 为确保铺设承轨台道床的质量,达到与梁体形成一体,在对需浇注混凝土的桥面进行凿毛时,必须达到要求,并在浇灌混凝土前将桥面清洗、清理干净。

篇4

DOI:10.3973/j.issn.1672-741X.2016.04.009

引言

近年来,城市轨道交通发展越来越快,在城市交通建设中占有越来越重要的作用和地位。截至2013年,全国已有35座城市在建设城市轨道交通;至2014年,全国22个城市共开通城市轨道交通运营线路长3173km。在轨道交通工程中,设计是施工和运营的基础,其优劣关系到今后运营的状况和效果,故设计在整个轨道交通工程建设过程中是极其重要的环节。线路专业是整个设计的龙头专业,是所有设计的基础,具有总体性、阶段性和全局性特征,其主要设计内容是线、站位方案比选,然后通过相应合理的技术标准和设计规范,确定线路平、纵和横断面设计,准确地定位线路位置,为轨道交通工程其他专业打下坚实的基础。目前,国内学者对线路专业的设计内容及方法进行了研究和总结。陈剑伟[1]根据上位规划、客流吸引、施工、拆迁量等因素研究了线、站位分析和敷设方式的比选;邱云舟等[2]根据城市土地利用、环境因素和工程造价对地下线、地面线和高架线3种敷设方式进行了综合分析和比较,为线网线路敷设规划提供技术支持;张佩竹[3]归纳了线路设计过程中应重视的几个方面及部分基本经验,就地铁项目设计中涉及的一些问题进行了探讨并提出建议。本文在前人研究的基础上总结和归纳了线路专业的主要设计流程和各个阶段的工作内容,以及开展线、站位方案、敷设方式研究、加站减站方案的设计方法。

1城市轨道交通工程线路设计的工作流程

城市轨道交通建设基本流程分为线网规划、建设规划、工程可行性研究、初步设计、招标设计、施工图设计、施工配合及竣工验收[4]。线路设计贯穿于整个城市轨道交通工程中,按照轨道交通建设基本流程分为线网规划阶段、建设规划阶段、工程可行性研究阶段、初步设计阶段、招标设计阶段和施工图设计阶段以及调线调坡。

1.1线网规划

线路的主要工作就是3个稳定,即稳定线网中各线的线路走向、起终点,稳定换乘节点,稳定交通枢纽的衔接[1]。

1.2建设规划

线路的主要工作就是初步确定线路走向、敷设方式、车站分布和车站型式,明确起终点的延伸要求和分期建设情况,对重点及困难地段进行深入地比选,保证方案的可行性。

1.3工程可行性研究

基本稳定线路走向、车站分布、辅助线型式及位置,初步确定线路平面位置、车站位置及平面总图布置方案,基本稳定线路敷设方式及过渡段位置,初步确定地下车站埋深、高架车站轨面高程,稳定线路纵断面。

1.4总体设计

该阶段不是国家规定的设计流程中的必需阶段,但在实际工作中,依据合同规定,总体设计也是一个工作阶段,故该阶段继续落实外部条件,稳定线、站位;同时配合编制总体性文件,例如技术要求和机电对土建的技术要求,为下一阶段的工作做准备。

1.5初步设计

稳定线路走向和车站分布方案,基本稳定线路平面、车站位置、行车配线设置;稳定线路敷设方式和洞口位置,基本确定线路纵断面。

1.6施工图设计

最终稳定线路平面位置和精确的车站位置,稳定线路纵断面坡度及轨面标高(含换乘线路前后3站2区间)。

1.7调线调坡

本阶段的工作是全线土建施工完成后、轨道铺轨前的一项设计工作,是在对车站与区间隧道竣工横断面进行建筑限界检测的基础上,根据结构侵入限界的情况,对局部地段的线路平面、纵向坡度进行适当调整,作为修改轨道设计的依据和铺轨前施工整体道床的基准,以满足行车的限界要求,从而保证运营安全。

2线路主要设计原则

1)线路走向应符合城市总体规划、线网规划和建设规划的要求,满足城市综合交通规划及客流需求,预留城市轨道交通线网规划未来发展、衔接的条件[5]。2)线路平面尽可能沿城市主干道行进并在道路规划红线范围内布置,站位应靠近客流集散点、交通枢纽,并方便与公交及其他交通工具衔接,方便乘客出行,提高城市公共交通体系的服务水平,真正体现“以人为本”。3)车站分布应以规划线网的换乘节点、城市交通枢纽点为基本站点,结合城市道路布局和客流集散点分布确定。车站间距在城市中心区和居民稠密区地区宜为1km,在城市区宜为2km。4)线路敷设方案的选择必须符合城市总体规划的要求,根据地形、道路、工程地质、施工方法、地上地下建筑物及其基础结构埋深的情况,从降低工程造价和运营成本、减少对市民生活环境的干扰,保护城市生态环境、合理利用土地资源等方面进行综合比选。5)根据运营组织、行车相交线路,结合线路条件和工程条件设置辅助线,达到方便折返、停车、灵活调度,有利于运营和控制土建规模的目的。

3线路设计的主要工作内容

3.1线、站位方案研究

线、站位方案比较研究是城市轨道交通项目可行性研究的基础,是各专业开展工作的前提和条件。线、站位方案比较研究时,要从多方面因素综合考虑,进行各方面的综合比较研究,确定最优、最合理的方案。影响线、站位方案比较的主要因素如表1所示。工程可行性研究阶段对南延线过湖段路由进行了详细的研究和比选,过湖段的路由有3条,如图2所示。路由1:国体大道—过九龙湖—九龙大道—腾龙大道。该方案中,线路下穿规划的国展中心用地,且九龙大道是通往新建省委省政府办公楼的大道,前期与省相关部门的沟通协调,九龙大道今年将建成北段道路,并且不宜再次开挖,本工程若沿该大道行进,则基本无实施的可行性。路由2:与建设规划路由一致。边界控制因素较少,实施条件较好。路由3:国体大道—过九龙湖—腾龙大道。该方案中,线路下穿规划幼儿园用地和规划商业用地,且部分侵入国体大道过湖隧道的范围,具有一定的实施风险。上述3个方案的综合比较如表2所示。综上所述:方案1不具备可实施性;方案3过湖段最短,客流直接吸引效果相对较好,但从工程实施的成本、难度及风险方面分析,均比方案2大;方案2仍然能够有效覆盖到九龙大道和国体大道等主要客流走廊,同时结合考虑规划部门的意见和线网规划及建设规划的成果,故推荐方案2,即线路在九龙湖南站—腾龙路站段主要沿翔龙路行进。3.1.2车站站位方案比选车站站位方案比选主要是针对2个或2个以上不同位置并且可行性较强的车站方案进行研究和比选,最终根据各个方案的优、缺点综合比较车站服务功能、工程可实施性、工程造价和交通疏解等因素确定推荐方案。以南昌轨道交通3号线何坊西路站为例,在《南昌市城市快速轨道交通建设规划》(2014—2020年)中,何坊西路站站位于何坊西路与迎宾大道路口,如图3所示。在工程可行性研究阶段,该路口的现状发生了重大变化,何坊西路正在修建九州高架,该路口的现状如图4所示。正在修建的九州高架沿着何坊西路横跨迎宾大道,道路两侧桥桩之间的距离较小,车站施工风险较大,且位于立交桥下面,客流服务功能较差,故需将车站移出该路口。移站的方案有2个:1)北移至抚河南路;2)南移至三店西路。若移至三店西路,何坊西路站与前一座车站江铃东路站的站间距只有约575m,而何坊西路站与下一座车站建设路站的站间距为1900m,前后站间距不均匀,客流吸引范围不均衡。经综合考虑,将何坊西路站北移至抚河南路口,北移后前后站间距为1430m和1000m,站间距较均匀。何坊西路站北移后的站位示意图如图5所示。3.1.3车站加站和减站方案研究车站加、减站需结合站间距和客流进行研究。车站加站方案以南昌3号线起点站莲塘站南移后增加汽车大道站为例进行说明。莲塘站是3号线的起点站,站后接莲塘车辆段。建设规划中,莲塘车辆段位于江铃瓦良格西侧、莲西大桥南侧的地块,根据与南昌县的沟通结果,该地块是南昌县的泄洪区,且依据南昌市总体规划,该地块也是规划绿地,故该地不能作为车辆段使用。根据与南昌县协调结果、南昌市政府会议纪要,莲塘车辆段南移至银三角立交桥南侧,位于铁路公安学校北侧、京九铁路西侧、铁路中专学校南侧和向塘北大道东侧地块内。结合莲塘车辆段南移,为减小出入段线长度,且城南路南侧约1.6km的规划路路口周边存在大量小区,例如银河城、恒大绿洲和江铃瓦良格小区,故将莲塘站南移至该规划路路口。莲塘站南移后,莲塘站与第2座车站澄湖中路站的站间距约为3.1km,站间距过大,且城南路南侧汽车大道与迎宾大道路口规划有大量的居住用地和商业用地,未来规划客流较大。因此,在该路口增设1座汽车大道站,增设车站后,前后站间距分别为1120m和2000m,站间距相对较合理。增设汽车大道站示意图如图6所示。图6汽车大道站加站示意图Fig.6AddedQichedadaoStation车站减站方案研究以南昌3号线建设路站为例。在建设规划中,建设路站位于京山北路与建设路路口。建设规划中建设路站示意图如图7所示。图7建设规划中建设路站示意图Fig.7SketchmapofplanningJiansheluStation建设路站前后2.3km范围内有4座车站,分别为何坊西路站、建设路站、十字街站和绳金塔站,车站分布较密,且建设路站南侧约200m有一玉带河,河深约9.3m,为使何坊西路站—十字街站区间隧道与玉带河河底保持6m以上的净距,建设路站需设成3层车站,工程造价较高。因此,工程可行性研究阶段取消建设路站。3.1.4线路敷设方式比选线路敷设方式主要有地下、地面和高架3种。线路采用地下敷设方式时,车站主要采用明挖法施工,区间隧道主要采用盾构法、明挖法和暗挖法施工。线路敷设方式的比选主要针对地下、地面和高架方式的研究和比选。以南昌3号线莲塘站—阳光路站段线路为例,该段线路位于迎宾大道上,该段线路示意图如图8所示。工程可行性研究阶段对该段线路地下、地面和高架敷设方式进行了分析。迎宾大道宽度较窄,若采用地面敷设,会占用部分道路空间,影响道路交通,故莲塘站—阳光路站不采用地面敷设。下文将对盾构施工方法、浅埋明挖法和高架进行研究,综合比较如表3所示。地下浅埋明挖方案主要适用于在空旷地带。本段线路周边建(构)筑物、管线较多,道路宽度不足,交通流量较大,采用浅埋明挖时,需设围护桩,且路中无绿化带,区间自然通风不成立,故造价反而高于盾构。当采用高架敷设方式,需重新调整南外环互通立交,同时需对区间东西向横穿的220kV高压线(9组)进行迁改,高架桥全部侵入南北向高压线的保护距离,协调量较大;迎宾大道为南昌县未来最重要的经济发展轴,道路两侧规划大片高端住宅和商务区,高架桥对其规划开发影响较大。综上所述,莲塘站—阳光路站采用地下盾构敷设方式。3.1.5车站埋深方案研究车站埋深方案研究主要是为了确定合理的车站轨面标高。车站埋深的主要受制因素有两侧分布的河流、湖泊、管线、前后区间隧道入岩和拆迁等。以南昌3号线叠山路站为例,该站位于叠山路与环湖路路口,前后区间基本位于地块中间,下穿了大量的建筑物,施工风险极大。叠山路站及前后区间线路示意图如图9所示。结合南昌1号线和2号线工程实施情况,区间下穿建筑物的地段尽量入岩,可减少盾构穿越的风险。根据勘察单位提供的地勘资料,叠山路站岩层埋深为18.1m。相邻2区间的岩层情况如下:八一馆站—叠山路站区间的岩层深度为13.7~18.0m,叠山路站—青山路口站区间的岩层深度为17.7~21.0m。若要保证前后2段区间能进入岩层,则叠山路站轨面埋深要压至地面以下23.4m左右,故叠山路站需做地下3层车站。此时,叠山路站前后区间纵断面如图10和图11所示。综上所述,叠山路站设成地下3层站时,前后区间可全部进入岩层,这样可减小区间下穿建筑物地段的施工风险,且可减少大量建筑物加固、人员临迁和安置费用等。经综合比选和研究,叠山路站设成地下3层车站。3.1.6区间埋深方案研究区间隧道埋深主要控制因素有地质情况、沿线建(构)筑物情况、河流和湖泊、节能坡和其他相交线路等。以南昌3号线何坊西路站—十字街站区间纵断面为例,该区间站间距较长,可设节能坡,同时,根据是否将联络通道和泵房置于中风化岩层,纵断面有2种方案。1)联络通道和泵房位于上软下硬地层,节能坡效果最好。2)联络通道和泵房完全置于中风化岩层,节能坡效果较好。方案1纵断面图如图12所示。方案2纵断面图如图13所示。方案1中:节能坡的坡型组合为“-25‰、-5‰、+6.954‰、+25‰”,节能效果好,纵断面最低点位于上软下硬地层,隧道有约3.8m的深度侵入岩层,施工风险较大。方案2中:坡型组合为“-26‰、-9.4‰、+18.055‰、+27‰”,节能效果较差,纵断面最低点完全位于岩层以下约1.0m,施工风险较小。经综合研究,为减小施工风险,何坊西路站—十字街站区间纵断面采用方案2。

3.2线路平面设计

线路平面设计是在线网规划和建设规划的基础上,在确定线路路由和车站站位的情况下,对线路的平面位置、车站站位和全线的辅助线进行详细的分析和比较,以确定最终线路的平面位置,使线路平面位置最优、最合理。

3.3线路纵断面设计

线路纵断面设计是在线路平面稳定的基础上,根据车站和区间埋深方案研究确定车站、区间及其最低点轨面标高的过程。主要设计内容包括确定敷设方式和过渡段、分析沿线建(构)筑物、坡度、区间最低点泵房与联络通道的结合和联络通道的设置。此外,线路纵断面设计时还应注意以下问题。1)要结合地质条件,使隧道尽量避开上软下硬地层,以降低施工和运营的风险。2)尽量考虑设置节能坡,节能坡设计宜参照行车牵引曲线进行。变坡点尽量靠近车站端,节能坡长度不宜大。若有配线可不进行节能坡设计。3)竖曲线尽量不与平面缓和曲线重合,若节能坡设计与竖曲线和缓和曲线重合相矛盾时,应以节能坡为主。4)纵断面最低点设计时,应考虑避开上软下硬地层,同时考虑单个区间联络通道的设置数量。

3.4横断面设计

城市轨道交通工程有地下、地面和高架3种敷设方式,这3种敷设方式对沿线建(构)筑物的影响是不同的,其中地面和高架对沿线建筑物和道路环境影响较大,需要结合线路区间隧道与沿线道路、建(构)筑物的关系进行横断面设计。当轨道交通采用地面敷设时,横断面设计时需考虑线路两侧建筑物情况,与既有或规划道路相结合;当轨道交通采用高架敷设时,根据线路与所分布道路的相对位置关系,线路有路中、路侧和机非隔离带几种形式;当轨道交通采用地下敷设时,横断面设计需考虑隧道与沿线建(构)筑物的距离,保证施工和运营的安全。

3.5配线设计

配线是为了保证地铁列车正常运营,实现列车合理调度,并满足非正常情况下(事故、故障和灾害)组织临时运行和维修作业所设置的线路,主要包括车辆基地出入线、联络线、折返线、停车线、渡线和安全线[6]。3.5.1出入段(场)线设计出入段(场)线主要是连接车辆段或停车场至接轨车站的线路。出入段(场)线设计的重点是正线(或正线延伸线)与出入段(场)线的交点位置两者有足够的竖向净距,保证安全施工和运营的要求。另外,当出入段(场)线兼顾列车折返功能时,应具备一度停车的需要,结合行车要求,合理设置出入段(场)线的坡度、坡向和坡段长度[6]。3.5.2折返线、停车线和单渡线设计折返线、停车线和单渡线在线、站位稳定的基础上,结合行车方案和工程实际合理确定全线配线设置情况。3.5.3联络线设计联络线是根据城市轨道交通线网规划、车辆基地分布位置和承担任务范围确定的[7]。

3.6调线调坡设计

调线调坡设计又称线路平面及纵断面调整,是在车站与区间隧道施工完成后,轨道结构铺设前进行的一项重要的设计工作,它的重要性关系到地铁运营的安全。在车站和区间隧道施工过程中由于围岩和结构的变形、测量误差和施工误差等原因,导致建成后的车站和区间隧道结构与设计位置不能完全匹配,若不进行处理仍按原设计位置铺轨,则局部结构将侵入建筑限界,危及列车运行安全而发生事故[8]。调线调坡设计是在线路施工图设计的基础上,以竣工后的断面测量数据为依据,调整线路平面或坡度,使结构净空尽量满足建筑限界的要求[9]。

3.7换乘线路设计

换乘线路设计主要对相交线路的前后3站2区间进行平、纵断面设计,判定换乘线路平面和纵断面的可行性,以稳定换乘车站的换乘方案。

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引言

在经济科技水平迅速发展与进步的今天,人们的生活水平也在不断提高,对交通的需求越来越大,城市轨道交通的出现和发展无疑是缓解城市交通紧张状况的关键。城市轨道交通对于人们的生活有着重要的意义与作用,需要相关人员重视它的建设与发展。本文对城市轨道交通供电系统的设计方法进行了简要分析与探讨,通过对以往轨道交通系统设计经验的总结,以及对设计要求与规范的理解,进一步探讨轨道交通设计的基础内容以及相关条件和要求。

1城市轨道交通发展以及供电系统设计概况

1.1城市轨道交通发展的现状

随着社会的进步与发展,对交通的需求越来越大,为了更好地解决交通不便的问题,一些城市正在大力发展城市轨道交通建设。城市轨道交通是缓解城市公共交通压力的关键环节,尤其其自身的独有优势,不仅具有节能、便捷、环保、安全以及运输能力强的优点,而且符合环保出行和可持续发展的战略要求,因此十分适用于现今城市的发展需求。我国的城市轨道交通建设已迎来了发展的黄金时期,目前有大约30多个城市正在规划或者已经实施了轨道交通的建设工作。尤其是北京、上海等发展比较快的城市,都在大力发展城市轨道交通建设。城市轨道交通具有较多的种类,按其用途的差异可分为多种类别。我国城市轨道交通建设的特点是多城市同步展开,发展势头较猛,且轨道交通更加多元化,如上海、大连、天津等多个城市已经构建了轻轨交通系统。截至2014年,中国大陆已经建成并通车运行的城市轨道交通线路合计超过1700km。根据规划,到2020年,全国将有近50个大中城市拥有城市轨道交通,总里程超过7000km,更多的现代化大都市将不断地加入到城市轨道建设中来。

1.2城市轨道交通供电系统简介

供电系统是城市轨道交通的基础,同时也是较为关键的环节,因此在轨道交通建设的前期要给予足够的重视。随着我国城市轨道交通建设的繁荣与发展,相关的设计水平与施工技术也得到了较快的发展,供电系统的设计方案与理论以及相关的处理软件工具也更加科学合理,在轨道交通设计过程中起到了较好的促进作用。然而目前的许多方法大多只适合轨道交通供电系统的初始规划设计以及方案设计过程中。通过对城市轨道交通工程建设前期准备的探索以及相关供电系统设计等内容的深入研究,并结合轨道交通供电系统的分析,对供电系统设计方法有了更多的了解与深入的归纳,从而构建了一套科学合理的设计方法,能够较好地完成现今轨道交通供电系统设计的前期准备以及相关设计工作。

2城市轨道交通供电系统设计前的准备工作

2.1轨道交通供电系统设计的基本任务

轨道交通设计的前期,也就是轨道交通建议书编制以及工程可行性研究报告编制的过程中,最主要的目标是项目立项的实施可行性与必要性的研究。在轨道交通设计以及建设期间,供电系统的设计与实施是整个轨道交通建设的一部分,供电系统设计的最初目标是针对整体轨道交通的电负荷需求进行估计预算工作,然后结合具体技术方法以及经济这两个方面找到科学合理且切实可行的电源方案以及系统设计方案,使其作为供电系统设计的根本依据,并能够将供电系统中的子项目工程预算大致推算出来。在轨道交通建设的前期阶段,供电系统的设计方案可以大致分为以下几种类型:一是外部电源与变电站的设计方案;二是中压网站的电压等级以及主线方案;三是牵引供电制式和牵引网的根本形式;四是全线降压变电所以及牵引变电所的设置方案。从目前的轨道交通发展状况来看,根据供电系统的不同环节进行分项评估和预算,在整个工程可行性研究阶段,不需要将全部的工程量清单都列出来,主要任务是将变电工程、电缆工程以及牵引变电所工程相应的工程量清单列出即可。

2.2轨道交通供电系统涉及的前期设计条件

在城市轨道交通供电系统设计的初始阶段,供电系统设计团队需要收集和具备大量的资料与资源,例如交通线路资料以及城市车辆资料等,这些资料能够更好地帮助供电系统设计工作的展开,为接下来的设计工作提供科学合理的依据。如果出现一些较为特殊的状况,例如某些重要的专业资料不能够获取到,供电系统设计人员可以将与之相似的工程资料作为参照。在验算过程中,参与这个环节的设计人员借助用电负荷以及电压水平进行验算。

2.3估算用电负荷

城市轨道交通用电负荷大致的构成内容包括车辆牵引负荷、系统负荷以及控制中心等。其中的列车牵引负荷在很大程度上与列车型号以及供电系统设计的承载运输量有关。结合相关情况来看,商业通信、BAS、AFC以及信号综合监控等方面均是对用电负荷造成一定影响的因素。从现有的城市轨道交通设计方案研究与设计经验总结来看,轨道交通的两个车站之间的距离大多在1~2km的范围内,部分区域较大的郊区站与站之间的间隔可扩大到2~3km,从总体上来讲,轨道交通对电力的要求较为平稳。

3城市轨道交通供电系统的设计方法研究

3.1供电系统中外部电源以及主变电所的设计

城市轨道交通的运行需要较为强大的电源作为支撑,在正常情况下用电负荷大多是一级负荷。一般运量较大的轨道交通所需的电功率以及与之对应的用电负荷需求很少被我们关注,因此大多没有被划分到城市用电的整体计划中。现今供电系统所遇到的最大难题,便是怎样借助技术经济规划好电源设计方案,然后从集中供电或者分散供电两种方式中选择一个较为科学合理的方式,或者将两种方式相结合进行设计。城市轨道交通在进行主变电站设计的过程中,需要依据两方面的内容:首先,要把城市轨道的中心点当作基点,再沿线路进行延伸,使得轨道交通线网电源资源能够得到一定的共享。其次,是主变电站的供电范围,每个主变电站之间的距离在大运量的线路要<15km,中运量应该<20km,小运量应该在25km以内。

3.2直流牵引供电系统的设计方法

在轨道交通供电系统设计中,设计人员要能够对供电系统有全面的把握,如牵引供电制式设置方案以及牵引变电所设置方案等。根据GB50157—2013《地铁设计规范》、GB/T3317—2006《电力机车通用技术条件》等的有关规定,直流牵引供电变电式分为DC750V以及DC1500V两种,其中后者在经济以及技术方面都占有较大的优势。因此,在城市轨道交通建设中提倡选择DC1500V供电制式。结合我国的现状来看,直流牵引供电系统大致包括了牵引网供电以及走行轨回流方式,而牵引网又分为架空接触网和接触网两种。地面和高架线路方面主要分为柔性架空接触网和接触网两种。在设计时,应当根据行车专业所提供的最大运输能力来确定牵引变电所的设置方案和整流机组容量。供电系统设计人员要能够按照轨道交通所负担的运输量,来具体设计牵引变电所方案与整流机组容量。

3.3中压网络的设计

在进行城市轨道交通供电系统设计的过程中,对直流牵引供电系统电压水平的计算,设计人员要能够根据列车运行图展开合理的运算,从而构建出等效线路模型,该环节需要专业间的配合才能更好地进行。在开始的分析过程中,设计人员要通过基础的公式展开验算工作,对牵引网的电压水平以及钢轨电位进行估测预算,以便于对接下来的设计进行判断,并满足相关规范要求。在最初的分析研究过程中,供电网系统设计要能够充分地将中压网络的电压等级以及主接线两者进行划分。

4结语

城市轨道交通对于城市的发展和建设有着重要的意义,也是推动社会进步发展,提高人们生活水平的重要内容。轨道交通供电系统作为城市轨道交通建设的关键环节,需要有完整的、系统的、科学合理且能够满足建设需求的供电系统设计方案作为支撑。因此,需要对城市轨道交通供电系统的设计方法给予更多的重视与研究,为优化城市的交通系统做好准备,以更好地推动城市轨道交通的建设与发展。

参考文献:

[1]王小峰.城市轨道交通供电系统的设计方法[J].电气化铁道,2010(4):42-46.

[2]李鲲鹏.城市轨道交通供电系统的设计方法[J].都市快轨交通,2008,21(5):70-73.

[3]陈琳,王黎,李宗昉,等.城市轨道交通牵引供电系统的主接线设计[J].信息技术,2012(5):156-160.

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1公交接驳线网规划目标与思路

公交接驳线网规划影响着以轨道交通为骨干的城市公共交通整体系统效率的发挥,对积极推动轨道交通骨干运输能力的发挥起着关键作用。同时,处理好轨道线路与既有公交线路的空间关系,降低轨道交通对常规公交客流的影响,有利于提升公共交通系统整体资源使用效率和方式竞争力。

1.1公交接驳线网规划目标

当城市迈入轨道交通时代,理顺轨道交通与常规公交功能定位,将为公交接驳现网规划提供依据,具体为:轨道基本确立骨干运输功能;常规公交为基础,常规公交主要承担中、短距离运输和轨道接驳任务;构建轨道与公交一体化换乘体系,区域常规公交、轨道客流有望实现同步增长。因此在公交接驳线网规划中要具体考虑以下几点:

1)提高公共交通系统整体服务水平,优化交通结构,引导城市结构调整。

2)以城市交通政策为导向,加强地铁与常规公交协作配合,建立与城市交通发展战略相适应的一体化的公交体系。

3)改善地铁的交通衔接条件,以人为本,合理、有序、高效组织站点集散客流的空间转移。

1.2规划思路

1)促进轨道交通骨干作用的发挥,提升公交系统整体竞争力。以轨道车站为依托,加强公交接驳线网建设,提高地铁覆盖范围,实现周边片区与地铁的紧密联系;改善市民公交出行条件,降低常规公交与地铁的竞争,提高公交系统整体运输效率。

2)进一步完善主要公交走廊的公交服务。接驳线网规划需改善主要公交走廊联系线路不足的问题,优化线网结构,协调不同层次、功能公交线路比例,建立轨道交通与常规公交一体化的公交网络。

2公交接驳线网规划模式

2.1规划模式

传统的公交线网优化为一个多目标优化问题,常用的方法是将其归结成一个非线性规划或者凸规划问题来求解。但这样建立起来的目标函数很复杂,约束条件很多,不易求解。因此这些方法还是主要集中在理论研究方面,可操作性不强。加之公交接驳线网规划与传统的公交线网规划最大区别为前者要统筹考虑对轨道交通客流的喂给功能,达到扩大轨道站点接驳服务范围,与轨道交通形成“错位竞争,互为补充”的目的。因此,公交接驳线网规划在统筹考虑“分层分级、点面结合”公交线网规划模式的基础上,应根据轨道与公交接驳站点功能不同来确定具体的规划模式,轨道接驳站一般可分为综合枢纽站、交通接驳站、片区接驳站和一般换乘站,并按照各级站点功能特征和客流特征,确定各站点公交接驳线网接驳模式。

表1 各级站点功能特征与适用的公交线网接驳方式一览表

地铁站分级 功能特征 客流特征 适宜的公交接驳方式

综合枢纽站 大型对外枢纽 始发/终到客流量很大 大量始发型线路

交通接驳站 大型市内客运枢纽,具有很强的交通辐射功能 二次吸引客流量很大 大量始发型线路

片区接驳站 组团内交通枢纽 有部分二次吸引客流 通过型线路+少量始发型线路

一般换乘站 主要服务站点周边步行客流 直接吸引客流较多,换乘客流较少 通过型线路为主

2.2规划方法

公交接驳线网规划应遵循以“调整为主,新开为辅”的原则,调整及新开公交接驳线网的方法如下:

已有的公交线网以抽疏、优化调整为主,运能配备不增加或减少,通过适度调整与轨道交通过度竞争的公交线路,优化公共交通系统整体运输效率:

①弱竞争性线路优化。指轨道交通与常规公交共4站及以内站的公交线路,保留重复段,补充和加密轨道站间服务,两端适当延长,扩大接驳范围。

②强竞争性线路优化。指轨道交通与常规公交共5至9站的公交线路,在不影响轨道两侧联系的情况下,适当缩短重复段或两端截断。

③完全竞争性线路优化。指轨道交通与常规公交共10站及以上的公交线路,在保证走廊运能匹配的情况下,向轨道两侧平行道路转移,并实施快速化改造。

此外,在保证轨道沿线运能供需匹配的基础上,常规公交线网调整幅度不宜过大,应适当保持供大于需的运能供给状态,为系统新增客流、诱增客流和小汽车转移客流提供空间;适当保留轨道和公交的竞争关系,避免片面考虑轨道效益,影响乘客选择权利。通过适度的竞争,保持两种方式主动改善服务质量的内在动力。

新的轨道/公交服务区以轨道交通站点为核心,根据客流需求新规划公交接驳线网,完善地铁与公交一体化换乘体系,建立与轨道交通相呼应的公交网络。

3应用实例

3.1深圳轨道交通蛇口线基本情况

深圳轨道交通蛇口线于2011年6月30日投入试运营,其覆盖深圳市发展带上的南山半岛与中心城区,联系罗湖、上步、华强北、福田中心区、景田、香蜜湖、华侨城、科技园、南山商业文化中心、蛇口等片区,形成深圳第二条东西向客运主通道。蛇口线西起南山区赤湾站,东止罗湖区新秀站,线路全长约35.78公里,均为地下线,共设车站29座,其中换乘站11座。蛇口线南山、福田段沿线土地利用以居住用地为主,罗湖段沿线以商业、办公用地为主。

3.2公交接驳配套现状

现状与蛇口线共站的公交线路共142条(其中接驳性线路129条、竞争性线路13条),总运力3576台,站点500米覆盖范围476平方公里,覆盖了全市58.5%的建成区。蛇口线的29个轨道站划分为综合枢纽站1个、片区接驳站15个、一般换乘站13个,初步形成了较为完善的公套体系,但随着市民出行需求增加,其公交接驳配套仍面临如下问题:

1)部分区域公交接驳线路偏少。蛇口线的轨道车站应接驳妈湾、蛇口、南油等23个片区。但现状蛇口线仍缺乏妈湾片区、南山中心区、香蜜湖、南园等片区的接驳公交线路。

2)局部区段长距离共线的常规公交线路偏多。蛇口线是贯穿深圳市发展主轴,承担联系罗湖、福田中心区、南山次中心、蛇口片区及沿线片区的轨道干线,是第二条客运走廊,公交线路密集程度较低,福田-华强北段与地铁并线的公交线路共有7条,占到沿线全部竞争性公交线路的54%。

目前亟需针对以上现状,进一步优化公交接驳线网配套体系。

图1 深圳蛇口线公交接驳线路空间分布图

3.3公交接驳线网规划方案

1)规划目标

确保所有轨道站点均配套公交接驳线路(周边路网未建成除外);轨道出入口距离最近公交站接驳距离不超过100米;轨道站周边3公里范围内,90%的建成区有线路直达轨道站。

2)规划思路

围绕轨道线路,对常规公交网络实施“横向加密、纵向抽疏”的调整模式,强化接驳、弱化竞争,促进两种交通方式和谐发展。

图2 深圳蛇口线公交接驳线网规划思路图

3)规划模式

深圳蛇口线轨道车站分为综合枢纽站、交通接驳站、片区接驳站和一般换乘站等四级,本次工作按照各站点的功能特征和客流特征,提出各站点公套模式:

表2蛇口线公交接驳线网规划模式

地铁站分级 地铁站名 功能特征 客流特征 适宜的公交接驳方式

综合枢纽站 福田站 大型对外枢纽 始发/终到客流量很大 大量始发型线路

交通接驳站 -- 大型市内客运枢纽,具有很强的交通辐射功能 二次吸引客流量很大 大量始发型线路

片区接驳站 侨城北、香蜜、莲花西、岗厦北、大剧院、东门、黄贝 组团内交通枢纽 有部分二次吸引客流 通过型线路+少量始发型线路

一般换乘站 深康、安托山、侨香、香梅北、景田、市民中心、华强路、燕南、新秀 主要服务站点周边步行客流 直接吸引客流较多,换乘客流较少 通过型线路为主

图3 深圳蛇口线轨道站接驳服务范围图

4) 规划步骤

采取“先接驳、后适应、再调整”的工作步骤,确保城市公交服务的连续性和可靠性;线路调整工作充分考虑市民对轨道交通的适应过程,逐步引导市民转变乘车方式,循序渐进,确保平稳过渡。

①完成轨道站点的接驳线网规划实施工作,确保所有轨道站均具备常规公交接驳条件。

②轨道进入初期运营阶段,跟踪轨道、常规公交客流变化,分析市民对轨道交通的适应转移态势。

③轨道进入稳定运营阶段,启动竞争类线路梳理工作,相关运力转至接驳网络,加强接驳网络服务质量。

5)规划方案

根据蛇口线沿线常规公交接驳区域的划分,并结合市民出行需求,共规划接驳公交线路23条,其中新增接驳公交线路9条,增加蛇口线后海站、海月站、登良站、湾厦站、东角头站、莲花西站、东角头站、桃园站、黄贝地铁站与周边公交服务区接驳联系;优化调整14条,增加了蛇口线与侨城北、香蜜、莲花西、岗厦北、大剧院、东门、黄贝片区的公交服务联系。

3.4方案评估

1)轨道交通与常规公交协作功能得到提升

为充分发挥轨道交通快速、大运量的集疏运能力,本次接驳规划方案充分考虑了轨道交通与常规公交的协作,具体表现为:

 轨道交通与常规公交的衔接得到加强,接驳线路总量将达到151条。

 常规公交对轨道交通的功能补充得到完善,弥补了部分轨道车站间区段的服务空白。

 保留了部分竞争类公交线路,为市民提供区别于轨道交通的短距离公交服务。

2)轨道交通蛇口线覆盖范围明显扩展

为方便市民换乘轨道交通、扩大轨道交通服务范围,本次公交接驳线网规划方案重点加强了轨道车站与周边社区、大型企业、工业园区等片区的接驳联系,轨道站点周边3公里的核心接驳区域内,97%的建成区有线路直达轨道站。

图4 深圳蛇口线与公交接驳服务覆盖范围图

4结束语

本文针对各种功能的轨道接驳站提出相匹配的公交接驳线网规划模式,并应用于深圳蛇口线公交接驳线网规划工作实际中,由实施效果可以看出,该方法易于操作,对现有公交线网的继承性强,并有利于给轨道交通线路喂给客流,促进轨道交通骨干作用的发挥,提升城市公共交通整体服务水平,同时对市民已有的乘车习惯影响较小,不失为一种合理的规划方法。

参考文献

[1] 宵滨,范炳全,柯欣.城市公交线网分层规划方法[J].城市交通,2005:19-22.

[2] 曹玫. 城市轨道交通与常规公交客流一体化研究[D],南京:东南大学,2005.

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中图分类号:U22 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2015)09(a)-0024-02

目前,城轨变电检修高技能人才的培训实操模式是以带队师傅在现场进行讲解,学员听讲解、观看如何操作为主,很多情况下不能由学员真正地动手去操作。即使在线路非运营时段的培训也只能进行示意性的操作,无法把实际操作的每一步都进行演练,培训效果较差。目前大部分的地铁公司或者培训机构不具备实训仿真系统,即使有,也只能完成部分功能的模拟培训,无法全方位地完成城轨变电检修高技能人才的培训需求。

该文主要介绍了上海申通地铁集团有限公司轨道交通培训中心开发的城市轨道交通供电仿真实训系统,该系统针对真实城轨供电系统,在上海地铁龙阳路实训基地、张江实训变电站内配置供电专业教学、培训、考核设施设备,搭建城轨供电仿真实训平台,以满足城轨变电检修高技能人才各技能等级的培训、考核功能的需要,为城轨变电检修高技能人才提供专业实操、应急故障处理及供电系统仿真培训,构成多场景、多层次的综合培训系统。

1 变电检修高技能人才技能要求

为了保证城市轨道交通供电系统的正常运作,城轨变电检修高技能人才主要从事城市轨道交通供电系统110 kV及以下电压等级的变配电运行和设备检修、调试、故障处理与维修[1-3]。

需要掌握的技能:变配电设备巡视检查、运行参数检测、绝缘测量、运行操作;变配电控制设备巡视检查、运行操作;控制回路检修、校验;开关电缆设备故障处理;设备电气调试;自动控制装置检测;直流电源设备检修、故障处理应急处置等[4]。

由此可见,为保证变电检修高技能人才具备上述技能,除了掌握必要的专业知识和理论知识以外,还需要对其进行科学系统的实训培训,使其掌握正确的设备使用方法及规范的设备操作流程[5],特别是故障处理和应急处置的能力。

2 实训仿真系统的开发原则和需求

实训仿真系统的开发应该遵循3个基本原则。

(1)仿真系统须以实际应用为背景。该仿真系统应该能够模拟真实的地铁线路所使用的供电系统,能够模拟各种设备的操作需求,提供专业实操、应急故障处理,实现多场景、多层次的环境和状态模拟。

(2)仿真系统应该具有可实现性和易操作性。实训方案以典型供电系统整体为对象,以变电所为单元,优化配置所内一次各电压等级开关柜设备、电源设备等实训设备。对现场无法复现的设备如:再生制动系统等,采用多媒体教学仿真软件,通过视频或动画方式复现其设备的主要功能和检修维护方法。

(3)仿真系统能够适用于不同层次的培训和考核需求。本实训系统标准符合上海轨道交通11号线、12号线、13号线和16号线等多条线路设备的技术规格要求,内部的元器件以及安装工艺考虑最新技术发展要求,与最新已供货运营的设备保持一致。

3 实训仿真系统

3.1 系统组成

本城市轨道供电仿真实训系统是参照上海地铁12号线等新线路供电设备配置情况进行开发,该系统包括3个子系统:供电单元设备实训系统、变电实训系统和多媒体教学仿真系统。

3.1.1 供电单元设备实训系统

该系统可完成运行操作、低压配电、继电保护、电气试验、开关电器、交直流电源、UPS系统等课内实训,以及单元变电设备的拆装、维修以及综合布线、开关电器的检测和维修、综合实训和技能等级鉴定等实践教学任务。主要配置交直流电源系统、UPS系统、400 V开关柜、信号控制屏、继电保护屏和必要的检测试验装备及工器具。图1为供电单元设备实训系统实验室。

3.1.2 变电实训系统

该系统进行运行操作、低压配电、继电保护、电气试验、开关电器、直流电源、综合自动化系统、牵引供电系统等课内实训、综合实训和技能等级鉴定的实践教学任务。按照标准牵引降压所进行布局架构,各类实物设备应在满足上海地铁最新供货标准要求前提下,充分考虑培训要求,设计能满足各种故障模拟设置、方式切换的措施,设置为黑盒方式,学员在排查时无法看到。变电实训设备按轨道交通供电变电所实际情况分区布置,组成一个具备实际场景和操作功能的实训变电站,从而使学员尽可能快地建立起城市轨道交通供电系统的整体概念。图2为变电实训系统实验室。

3.1.3 多媒体教学仿真系统

为保证良好的实训效果,在上述的实训室内还分别配置多媒体牵引供电教学仿真系统,采用一体化工业触摸屏,该系统采用动画的形式,可实现牵引供电设备工作原理、开关设备内部构造、变电所配套图纸检索、设备说明书、维修手册等内容的讲解,以及个人知识考核测试等功能。多媒体牵引供电实训软件也可组网安装于网络多媒体教室中供教师统一授课及学员考核评估。图3为多媒体教学仿真系统。

3.2 系统功能

供电仿真实训系统面向城市轨道交通应用领域,应用于城市轨道交通牵引供电系统行业深度技术培训与考核评估。系统采用动画、语音、教学视频、虚拟仿真等多媒体技术,通过电脑软件对使用人员进行牵引供电和电力配电系统供电方式、设备构造等知识讲解以及牵引供电故障模拟、设备仿真操作等方面的培训。

供电仿真实训系统总体功能包括原理教学、仿真模拟和考核评估3个部分。

3.2.1 原理教学

系统通过动画与语音结合的形式,将城轨牵引供电系统知识,运用生动、形象的方法讲解给学员,从而克服以往理论教学枯燥、乏味、效果较差等一系列缺陷。

3.2.2 仿真模拟

培训的操作主要针对全线35 kV和1500 V可遥控的开关和刀闸的操作,通过计算机模拟技术仿真,使学员可以在电脑上模拟操作,学习现场正常倒闸、故障处理等工作流程,操作界面与现有现场应用软件保持一致。

3.2.3 考核评估

教员监控管理系统主要负责组织训练与成绩考核,并对训练和考核过程进行监控。教师以任务形式编制教学、训练及考核任务。学员所有操作会被详细的记录下来,可以实现情景化的教学、演练、考核。教师可以向不同的学员发送不同的任务,也可进行统一任务训练。教员控制计算机通过网络系统与各功能模块相连。教员能够通过教员控制成对系统的维护、数据管理、用户管理、故障实时设置或预设、故障管理、成绩评判、成绩管理、编制考核任务、通知学员考试、实时监控等功能。

该模块可验证考核学员对牵引供电知识的掌握情况。包括练习模式和考试模式,两种模式下都能以人员、技术等级、知识面进行分类,针对学员的不同技术等级进行练习和考试,最后汇总显示考试结果,有助于了解及分析学员的学习效果。

4 结语

针对目前城轨变电检修高技能人才的培训和考核需求,上海申通地铁集团有限公司轨道交通培训中心进行了城市轨道交通供电仿真实训系统的开发。该系统参照上海实际线路供电设备的配置情况,从原理设计、硬件布置、模拟仿真等环节中充分考虑仿真系统的真实性、可操作性、使用广泛性等基本原则,满足了城轨变电检修工各技能等级的培训、考核功能的需要,为轨道交通人才培训提供坚实的硬件保障。

参考文献

[1] 上海申通地铁集团有限公司轨道交通培训中心.城市轨道交通概论[M].北京:中国铁道出版社,2012.

[2] 铁道部电气化工程局电气化勘测设计院.牵引供电系统[M].北京:中国铁道出版社,1988.

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城市轨道交通施工建设及管理具有相当强的专业性,其设备构成较为复杂,加上城市轨道交通承载的客流人数较多,需要在其施工组织过程中加强安全管理。因此,分析城市轨道交通施工建设中出现的不全因素,建立健全城市轨道交通安全管理及应急管理模式势在必行。

1 城市轨道交通管理概述

城市轨道交通是通过将车辆固定于导轨上,借助轮轨,针对客流人群采取的客运交通方式的统称。我国城市轨道交通建设与国外发达国家相比,虽起步较晚,但建设速度较快。如南京轨道交通,现阶段建设里程已经突破了400km,拟建城市数量也在逐步扩展中。城市轨道交通管理涵盖了施工组织、客流分析预测、运输、车站组织、轨道管理等多方面的内容,要确保城市轨道交通安全运营,尤其需要在其施工组织阶段强化施工安全,消除安全隐患,确保城市轨道交通建设及运营的安全高效。

2 城市轨道交通施工建设存在的安全管理问题及其成因

2.1 城市轨道交通施工阶段存在质量问题

城市轨道交通施工与其他施工活动相比,其工程量更大,各项施工要求更高,应注意施工质量的控制。现阶段,城市轨道交通施工中较易出现前期统筹工作开展不力,施工活动中盲目赶超工期等现象,施工质量难以保证[1]。如在前期筹备阶段,城市轨道交通建设需要通过相关部门的建设许可,但现阶段城市轨道交通建设常出现施工在前,许可在后的情况,一方面施工组织不完备,施工图纸设计不周等现象较多,给施工安全构成了隐患;另一方面相关管理部门无法及时介入施工安全监管工作,加大了施工建设的质量风险。

2.2 城市轨道交通安全监理单位监管力度不强

在城市轨道施工中,相关的监理人员对施工质量管理较为松懈,没有严格按照相关的检查制度进行巡检,出现了监管漏洞;另一方面,城市轨道交通安全监理人员也呈现数量不足,素质不高等特点,无法全面到位地指出施工活动中存在的问题,整改及停工通知下发不及时,对出现问题的责任追究不力,不报或谎报等现象较普遍。

2.3 城市轨道施工建设阶段人为因素的制约影响

现阶段城市轨道交通建设在规模上虽然不断扩展,但在设计中存在设计不够专业、工程勘察不够仔细、设计方案盲目套用、创新性不足等问题[2]。一方面设计方对城市轨道交通专项建设没有及时开展专家论证,对建设风险评估不足;另一方面施工方没有对施工建设区域地质状况加以详细勘察,导致施工方案中的相关施工措施与实际地质状况不符,极易引发施工安全事故。

此外,在城市轨道具体施工过程中,由于施工人员、管理人员、监理人员的人为疏忽,如施工流程的不规范,施工过程的监理空岗,安全风险评估及预防措施的缺失等,都会导致城市轨道交通安全管理处于不安全状态。

2.4 城市轨道建设应急管理方法针对性不强

城市轨道交通建设大部分属于室外建设施工,不可避免会遭受到各类环境因素的影响。这种环境因素影响主要体现在自然环境因素上。如大风、强降雨、暴雪等恶劣天气影响了施工建设的进度,另一方面也会对城市轨道交通的露天轨道线路构成影响,增大城市轨道施工及运行的风险。在应对这种不利施工环境条件时,城市轨道交通施工管理应急方案制定针对性不强,没有形成系统的应急管理方法。

3 强化城市轨道交通安全管理及应急管理模式的相关对策

3.1做好城市轨道交通建设规划及施工管理

城市轨道交通建设在我国已历经几十年的发展,从原有的理论研究步入了具体实施阶段,取得了一定的建设成效。但从整体上看,我国城市轨道交通建设尚处于起步阶段,在工程规划及施工中存在较多问题。要保证我城市轨道交通安全平稳运行,首先需要规范城市轨道交通建设的规划设计工作,根据城市发展情况及实际建设环境对城市轨道建设进行论证,避免出现盲目建设的情况。在施工环节,施工单位要认识到城市轨道交通施工的复杂性,做好质量控制管理,通过规范有序的施工制度,提高工程建设质量,确保城市轨道交通安全运营。

3.2 识别城市轨道交通的各类安全隐患及风险

城市轨道交通安全管理模式应对各类安全隐患加以识别,将风险识别范围扩大到以下几方面:第一,城市轨道交通施工建设区域的地质地貌;第二,城市轨道交通建设的各个分项工程;第三,城市轨道交通的各项设施设备;第四,设备的日常管理及定期维护;第五,城市轨道交通各部位工作人员及乘客;第六,施工建设及运行环节紧急状况的预测。在确定出各类安全隐患及风险易发节点后,找出其中存在的不安全因素及管理漏洞,实行预防和处理相结合,预防为主的安全管理程序,制定相应的防范措施,减少或消除各类风险隐患要素[3]。

3.3 建立城市轨道交通安全管理的目标和方案

城市轨道交通安全管理在目标及其方案的制定上,应侧重建设施工阶段的安全管理。根据相关的法律法规,对城市轨道交通的勘察方、设计方、建设方、施工方、监理方等各部门的责任加以明确,对其工作质量进行监督考察,确保各部位充分履行其质量控制职责。根据城市轨道交通建设及运营各职能部门实际情况,确定安全管理目标和具体实施程序,对目标的执行情况加以考核。例如,我省政府颁布实施的有关市政建设工程质量管理相关规定中,就将施工建设方作为施工质量及安全管理控制的首要责任主体,有效提高了建设企业安全管理意识和施工建设质量。

3.4 实行更全面的城市轨道交通施工建设管理责任机制

城市轨道交通施工建设及管理中出现的责任意识不强,施工质量欠佳的状况,一定程度上受到企业管理和具体施工项目管理相分离这一现象的制约 [4]。针对这一情况,政府应发挥其调控作用,可以将施工企业的现场管理质量与相应的企业信用评分挂钩,在工程的招标及投标环节予以体现,从而督促施工建设方强化施工安全管理责任意识,主动自觉地完善企业项目管理及现场管理中的各项安全施工措施,达到消除施工安全隐患,提高施工质量。

3.5 健全城市轨道交通应急管理系统

在城市轨道交通应急管理系统的建立健全上,应注重从以下几方面入手:(1)制定出城市轨道交通应急计划,计划中应包含应急处理实施单位、应急处理岗位、人员的职责、紧急情况下人员的疏散方案,各部门的紧急联系号码等。(2)完善城市轨道交通应急系统的设施设备,如紧急通信系统、消防设施设备、应急照明系统,紧急状态下的隔离阀、开断闸系统,紧急逃生装备等。

4 结语

城市轨道交通建设的专业性、复杂性,导致其在施工及运行过程中存在较大的安全隐患和风险。因此,在新时期背景下,应注意做好施工建设的安全措施,建立健全城市轨道交通安全管理及应急管理模式,以此促进城市轨道交通的安全稳定发展。

参考文献:

[1] 刘宁.城市轨道交通勘察施工的管理与质量控制对策研究[J].房地产导刊,2014,(30):314.

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近年来,全国城市轨道交通建设开始升温,轨道交通在大城市急速延伸。目前,在国内约有20余个超大城市和特大城市正在建设和筹建自己的轨道交通系统。城市轨道交通主要工程勘察的内容基本上集中到了地质问题的分析与处理上。因此勘察人员应当对于相应的地质工程问题有着足够的了解,从而能够在此基础上促进城市轨道交通主要工程地质问题得到切实的解决。

1 城市轨道交通主要工程地质问题

现行的城市轨道交通勘察工作和勘察管理模式存在不足,如对城市环境勘察工作没有给予足够重视、地质勘察与环境勘察相互独立进行、勘察工作与岩土工程设计工作联系不紧密、勘察工作量和勘察精度不能因地制宜、勘察工作缺少必要的监管与审查等,使有效的规划设计方案和合适的风险对策缺乏基础和依据。在分析这些不足的基础上,提出改进城市轨道交通勘察工作的建议,即重视城市环境勘察工作,将其与地质勘察、岩土工程设计融为一体,处理好勘察与设计之间的关系,因地制宜地调整勘察工作量,加强对勘察工作的监督管理。为此,本文从前期地质条件评价、水文地质条件评价工作、地表水与地下水影响、管涌冒砂问题等方面出发,对于城市轨道交通主要工程地质问题进行了分析。

1.1 前期地质条件评价

城市轨道交通主要工程地质问题源于前期地质条件评价的不合理。众所周知场地的稳定性及适宜性对于尝试轨道交通工程的影响是不言而喻的。在这一过程中由于大多土层分布较稳定并且覆盖层厚度大,因此很少出现全新的活动断裂或者是不良地质作用,因此适宜于轨道交通工程的建设。其次,工作人员在前期地质条件评价的过程中红应当确保地基土工程性质得到进一步的改良,从而能够在此基础上促进良荷载较大的桥梁及高架段的桩基础桩可以保持良好的安定性。

1.2 水文地质条件评价工作

城市轨道交通主要工程地质问题本质上离不开水文地质条件的评价。通常来说拟建道路沿线的地表水会对于城市轨道交通工程产生非常大的影响。因此工作人员在水文地质条件评价工作时应当根据拟建场地含水层的特性将地下水分为上层滞水和潜水以及微承压水来进行相应的评价工作。其次,水文地质条件评价工作时应当通过勘察期间的努力来测得潜水稳定水位为地面下,从而能够对于其整体承压水平进行更加精确的判定。

1.3 地表水与地下水影响

地表水与地下水的影响是全局性的。工作人员在分析地表水与地下水影响的过程中首先应当理解到人工回灌为主要来源,其主要是以人工开采为主要排泄方式。其次,工作人员在分析地表水与地下水影响的过程中应当理解到影响工程施工的地下水的主要因素是沿线分布的孔隙潜水和孔隙微承压水及埋深较浅的第承压水。与此同时,工作人员在分析地表水与地下水影响的过程中应当根据当地水文监测资料来对于地下水位也每年改变的势头有着更加清晰的了解。

1.4 管涌冒砂问题

管涌冒砂问题影响到工程施工的顺利进行。由于孔隙潜水含水层主要埋藏在浅部的粘性土中,因此这导致了其渗透性较差,并且在部分情况下还会对于工程建设产生的不利影响。其次,孔隙微承压水主要为粉土及粉砂,因此其实际上属于富水性中等的有压含水层,例如在拟建沿线多处分布当地下工程施工时实际上将会在坑底产生管涌和冒砂等现象。与此同时,工作人员在管涌冒砂问题的过程中红还应合理的采取降水与止水措施,从而人能够给在此基础上来促进基坑施工顺利进行。

2 城市轨道交通主要工程勘察方法

城市轨道交通主要工程勘察方法有很多,以下从地面沉降问题处理、危险性评估勘察、工点类型勘察工作、工程路线勘察工作、确定勘察工作重点等方面出发,对于城市轨道交通主要工程勘察方法进行了分析。

2.1 地面沉降问题处理

城市轨道交通主要工程勘察的第一步就是地面沉降问题的处理。工作人员在地面沉降问题处理的过程中首先应当考虑到轨道交通工程建设时及建成后可能遭受的地质问题。其次,工作人员在地面沉降问题处理的过程中还应当根据工程地质条件来确保地下车站深基坑工程具有良好的刚度和止水效果优秀的围护结构。与此同时,工作人员在地面沉降问题处理的过程中还应当采取灵活的加固措施来确保基坑的稳定,最终能够有效的防止出现流砂和突涌等现象。

2.2 危险性评估勘察

城市轨道交通主要工程勘察需要着眼于危险性的评估勘察。工作人员在危险性评估勘察的过程中首先应当根据调查及工程勘察资料来细致的评估区内的软土层。其次,工作人员在危险性评估勘察的过程中还应当确保持力层选择合理,从而能够确保其建成后一般不会遭受软土灾害的影响。与此同时,工作人员在危险性评估勘察的过程中应当避免软土层产生压缩变形,从而能够确保灾害有效处理的同时减少对于建成后因素的影响。与此同时,工作人员在危险性评估勘察的过程中应当对于包括原位测试在内的综合勘察方法有着足够的了解,从而能够在此基础上促进地温测试等工作在内的测试内容更加的精确,最终能够更加准确客观地反映场地土工程特征与工程执行过程中的要点。

2.3 工点类型勘察工作

城市轨道交通主要工程勘察的关键是工点类型勘察工作。工作人员在工点类型勘察工作的过程中首先应当理解到如果施工地点的水位长期的下降则会导致出现岩溶地面塌陷的可能性。其次,由于城市轨道交通主要工程的工程勘察量非常大,并且工点类型多、技术要求高,因此实际上对于勘察工作的效率有着很大的影响。与此同时,由于工程的地质条件和现场条件往往非常复杂,因此工作人员除了需要对于地层进行准确分层外还应当努力的提供多种地基参数,最终能够在此基础上切实的满足轨道交通工程不同结构设计的实际需要。

2.4 工程路线勘察工作

城市轨道交通主要工程勘察离不开工程路线勘察工作的支持。设计人员在工程路线勘察工作的过程中首先应当做好轨道交通工程穿越主城区时的勘察工作。在这一过程中需要注意的是,由于该地段高楼林立并且建筑密布同时交通往往也非常繁忙,因此工作人员在工程路线勘察工作的过程中应当努力的减少不必要的勘察施工难度。其次,设计人员在工程路线勘察工作的过程中应当对于河流水位和流量以及补给以及排泄条件与地下水的相互关系进行进一步的分析,从而能够在此基础上促进勘察工作更加的及时与问题,并且在这一过程中还能够进一步的时加大安全文明施工控制力度,从而能够给促进勘察工作更加及时顺利的开展。

2.5 确定勘察工作重点

城市轨道交通主要工程勘察需要对于重点进行勘察。工作人员在确定勘察工作重点的过程中首先应当努力的查明含水层的分布,然后在这一过程中按照地貌单元和工点进行水文地质试验来进一步的查明地下水的水文地质参数,最终能够有效的提出设计降水所必要的技术参数。其次,工作人员在确定勘察工作重点的过程中应当准确评价地下水对工程建设的影响,并且在进行勘察时首先布置勘探孔,然后再查明含水层的分布,最终能够促进地层参数的可靠性的进一步提升。与此同时,工作人员在确定勘察工作重点的过程中还应当辅以适当的勘探工作,最终能够促进勘察工作的重点得到进一步的突出。

3 结语

伴随国民经济的快速发展,我国城市化建设十分迅速,城市人口数量与日俱增,尤其是几大经济繁荣城市,人口十分密集,交通拥堵成为常见现象,严重影响了城市交通的正常运行.为疏解城市交通拥堵问题,城市轨道交通建设在近几年发展十分迅速,在各大城市如火如荼的开展开来.由于城市轨道交通工程施工复杂,做好相关勘察工作十分重要。城市轨道交通主要工程地质问题的处理是一个长期性的过程,因此工作人员应当理解地质问题出现的本质原因,从而能够在此基础上以更加细致的勘察工作来促进城市轨道交通主要工程施工整体水平的不断提升。

参考文献:

[1]高丽君.城市轨道交通主要工程地质问题及勘察方法[J].山西建筑,2015,17(19):34-37.

[2]姚伟,洪政,刘蒙蒙,谭冬生.兰州轨道交通建设中的工程地质问题与对策探讨[J].铁道工程学报,2014,2(09):56-58.

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Simulation Development and Application of Urban Rail Traffic Engineering Based on the VR Technology

Liu Zhongbo1、2)

(1. Jilin UniversityChangchun Jilin130000;2. JiLin Communications PolytechnicChangchun Jilin130012)

Abstract: Considered with professional practical teaching of urban rail traffic engineering technology, the virtual reality technology and urban rail traffic engineering are combined. 3 D model of commonstructure components in rail traffic engineering field and Interactive 3 D virtual reality (VR)of construction technology on ground rail traffic engineering are designed. Based on the VR technique, virtual method of urban rail traffic engineering on ground are provided.

Key words:rail transit; virtual reality;simulation;

1 引言

实训是高等职业教育教学活动中最重要的教学环节,对于培养学生的实际操作能力和解决实际问题的能力至关重要,当前,由于学生数量和实训任务量的不断增大,很多院校的实训投入远远不能满足要求。虚拟实训技术可以很好解决这个问题,它具有如下特点:(1)虚拟构建实训环境方便、易用,降低了教育成本;(2)教学效果明显;(3)可构建在校园内无法建设的实训室;(4)可实现情境式教学、互动式教学、发现式教学和协同工作式教学;(5)虚拟实训让学生学习与就业市场结合更为紧密。

利用虚拟现实技术进行城市地面轨道结构施工技术的虚拟实训开发研究,由于其“设备”与“部件”是虚拟的,可以根据需要生成新的设备,最大程度降低购置昂贵的轨道交通实训设备、设施。教学内容也可以不断更新,使实践训练及时跟上技术的发展。同时,虚拟现实的交互性,使学生沉浸在“真实的”虚拟环境中,与虚拟环境进行各种交互作用,从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性认识,从而可以深化概念,萌发新意,产生认识上飞跃。这有利于学生的技能训练,学生可以反复练习、认知轨道结构地面施工工艺,直至掌握地面轨道结构施工专业知识和施工工序为止。可以大大节省实训的资金与培训教师人员的投入,解决实训投入大、场地有限等不利因素。

2 虚拟开发流程

2.1虚拟开发工具

2.1.1 Cinema 4D

Cinema 4D 包含建模、动画、渲染、角色、粒子等模块,可以说它提供了一个完整的3D创作平台,是一款功能强大的三维图像设计工具。Cinema 4D 所拥有强大的3D 建模功能,软件运行稳定,具有良好兼容性,无论是初学者还是高手都适合使用。Cinema 4D 还包含一个完整的修补时间线、增强造型功能,另外其光线系统提供50多种光线和照明模式、收音机按钮式的阴影、音量噪音,增强的预览能力。Cinema 4D支持多重处理、整批成像和可输出Alpha通道,还支持超过十多种输出档案格式种外部格式如 DXF、VRML、Lightwave 和 3D Studio 的格式。

2.1.2 Unity 3D

Unity是一个游戏引擎,可以作为轻松创作的多平台的动画开发工具,主要特点就是,相对开发简单,易上手;开发周期相对较短、生成效果好。Unity3D的特性包括整合的编辑器、跨平台、地形编辑、着色器,脚本,网络,物理,版本控制等特性。Unity 3支持在一个统一的编辑器中创建项目,可以方便完成类似游戏场景的特效,本虚拟开发研究利用Unity 3D软件实现3D模型的导入,编辑场景动画,模拟机械设备、操作员等。

2.1.3 Java 3D

Java 3D是Java语言在三维图形领域的扩展,是一组应用编程接口(API),它在OpenGL基础上发展而来的。利用Java 3D提供的API,可以编写出基于网页的三维动画、各种计算机辅助教学软件和三维游戏等等。Java3D对场景有很强的动态控制能力,易于同模型数据库集成,便于在网络上传输和屏幕上浏览。利用Java 3D编写的程序,只需要编程人员调用这些API进行编程,而客户端只需要使用标准的Java虚拟机就可以浏览,因此具有不需要安装插件的优点。在本虚拟开发过程中需要的3D模型(轨道结构构件、地面轨道施工工艺等)首先用Cinema 4D来构建,然后将它们导出为F不行文件,将所有的3D模型通过导入器导入后,通过Java3D技术对其进行可视化的操作。

2.2虚拟开发流程

在城市地面轨道结构施工技术的虚拟实训开发研究中,采用三维建模软件Cinema 4D,将轨道结构构件建立虚拟模型,按FBX格式保存,通过uvw贴图手段对模型进行渲染;经过修饰渲染的模型通过导入Unity3D,进行场景的虚拟。利用Java 3D软件编制对虚拟设备、操作员的控制,编译生成可执行性文件。虚拟开发模块如图1所示:

图1:轨道交通工程仿真虚拟开发模块

3程序实现功能

虚拟实训项目开发的优劣主要体现在对真实实训场景的再现和对真实实训的加强和补充。学生参与实验的目不仅仅是对实验设备操作的熟悉掌握,同时也可以加强结构或构件的各类性能的感知。这就要求虚拟实不仅要满足虚拟现实的特征要求,同时也要反映现实工艺的工序和技术要求。

在轨道结构模块中,虚拟现实程序功能主要是实现建立虚拟构件模型,响应用户的操作,对轨道结构(钢轨、轨枕、道床、道岔等)进行实时的三维显示,同时对结构主要参数或技术要点配以文字介绍。

对城市轨道各构件的虚拟开发主要包括钢轨、轨枕、扣件、道岔、道床的三维可交互式虚拟,以及可以人机互动的地面轨道结构施工技术的虚拟开发,如图2、3所示。

图2:轨道构件-钢轨虚拟效果图 图3:地面轨道施工技术的虚拟效果图

4 结论

VR技术是三维技术领域的重要发展方向,随着技术的发展,VR技术优越的实时性、强大的交互性、超强的沉浸感都可以逼真反应现实事物。城市轨道交通专业可以通过虚拟技术将学生实训带入课题,即满足高校教学需求,同时节省经费、可重复使用,甚至根据需要继续开发、扩展功能等,VR技术是解决高校实训难题的很好解决方案。基于VR技术的工程实训项目开发具有很好经济性,必将在更广泛领域得到应用。

参考文献:

[1]金勇进,吴产乐. 3D网络虚拟实验开发中基于组件的模型处理与交互方法[J]. 武汉大学学报(理学版),2010,56(4):473-477.

[2] 汪德江,叶志明. 结构工程虚拟实验室的开发探索[J]. 力学与实践,2004,26:78-79.

[3] 魏英洪. 虚拟现实技术在城市轨道交通设计中的应用[J]. 图像图形技术研究与应用,2010:285-290.

篇11

1 城市轨道交通发展现状及规划

作为城市公共交通系统的一个重要组成部分,在中国国家标准《城市公共交通常用名词术语》中,将城市轨道交通定义为“通常以电能为动力,采取轮轨运转方式的快速大运量公共交通之总称。”目前国际轨道交通有地铁、轻轨、市郊铁路、有轨电车以及悬浮列车等多种类型,号称“城市交通的主动脉”。城市轨道交通和其他公共交通相比,具有以下特点:用地省,运能大,轨道线路的输送能力是公路交通输送能力的近10倍。每一单位运输量的能源消耗量少,因而节约能源;采用电力牵引,对环境的污染小。噪声属集中型,人均噪声小,易于治理;乘客乘座安全、舒适、方便、快捷。

城市规模的扩大,必然形成城市人口的增加和城区人口密度加大。加上相当固定的流动人口,使得仅仅依靠传统概念上的公共客运交通即公共汽车和无轨电车已远远不够。目前,中国的城市公交基本上以常规的公共汽车为主,客运量小、速度慢、技术性能差、耗能大、污染也较严重。为了扩大输送能力,只好增加运输车辆的投入,而这又造成道路阻塞,使运行速度下降。投入车辆越多,阻塞就越严重,从而产生了一种恶性循环。

中国国际城市轨道交通展览会新闻会上,中国交运协会城市轨道交通专业委员会副主任周翊民介绍,未来10年,中国将迎来城市、城际轨道交通建设,建设里程将达到1200公里—1500公里,而上世纪70年代世界轨道交通建设期,各国建成的总里程不过1600公里。中国城市、城际轨道交通建设的规模之大,将是世界轨道交通建设史上极为罕见的,这与中国正在全面建设小康社会、国民经济持续快速发展、城市化进程明显加快是互相适应的。

中国城市轨道交通建设始于1965年北京地铁的开工。截至2005年年底,中国已建成18条轨道交通线路,营运总里程累计达到405公里。中国城际轨道交通建设也已开始上马。广州至佛山长约33公里的城际轨道交通项目建设已经启动;总投资224亿元的上海至南京城际轨道交通线即将动工,并将于2009年底建成。

中国城市交通的远景目标是“高效便捷、公平有序、安全舒适、节能环保”。它意味着未来城市交通结构趋于合理,公共交通成为城市主导客运方式,出行的选择性增强,出行效率提高,交通拥堵状况得到缓解和改善。《中国城市总体规划纲要》确定,公共交通优先,大幅提升公共交通的吸引力,实施区域差别化交通政策,引导小汽车合理使用,扭转交通结构逐步恶化的趋势,使公共交通成为城市主导交通。由此可见,发展城市轨道交通,是符合国家产业政策和城市总体规划要求的。

2 轨道交通项目环境污染分析

城市轨道交通系指采用钢轮-钢轨导向系统为主的城市公共交通客运系统。按照运量及运营方式的不同,城市轨道交通包括地铁、轻轨、有轨电车、跨座式单轨以及磁悬浮等形式。

对应不同工程类别的工程内容为土建工程包括线路工程、轨道工程、桥梁工程、隧道工程、车站及建筑工程、车辆段及综合维修基地,设备系统包括车辆系统、供电系统、通风空调系统、采暖系统、给排水与消防系统。本文以哈尔滨市轨道交通一期工程为例,分析城市轨道交通项目主要的环境影响。

2.1 施工期主要污染分析

工程施工期对环境产生的影响主要有社会影响、城市生态景观、施工噪声、振动、扬尘、城市交通、居民出行等,具体分析如下。

社会环境影响主要为占地及动迁各类管线、各类用房、绿地对沿线区域的城市环境格局及动迁居民的生活质量产生影响;对城市交通的影响工程实施期间,由于车站封闭施工及施工占地,将对原有道路的交通产生阻塞干扰,影响市民出行;对沿线居民及商服、休闲场所的影响;工程施工,尤其是车站施工过程中产生的噪声、施工机械废气、粉尘、扬尘等污染物将影响附近区域的环境质量,进而影响区域内居民的生活质量。

施工期施工过程及拆迁对沿线及附近区域城市景观将产生不利影响。

工程施工过程中的车站挖掘、大型构件的吊装、混凝土拌和、站台基础施工时使用的钻孔、破除和修复路面时采用的空压机和压路机等施工机械产生的噪声及振动将对车辆段、沿线各车站、控制中心及主变电站附近的声环境及振动环境产生不利影响。

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引文:城市轨道交通的特点是快速、安全、准时、舒适和节约耕地。我国发达省、直辖市已经具备了大规模建设城市轨道交通的经济条件,加上我国耕地资源宝贵,所以社会和政府将更加重视城市轨道交通的建设,在人均GDP未达到国际标准时,大规模建设城市轨道交通提早提上议事日程。所以城市轨道交通岩土工程勘察尤为重要。

一、城市轨道交通工程概述

(1)城市轨道交通工程按照线路敷设形式可分为地下线路、地面线路和高架线路;按照结构类型可分为车站主体、出入口通道、风道、风井、人防工程、区间隧道、联络通道、渡线、出入线、泵房、高架线路、桥梁、涵洞、路基、路堤、路堑、车辆段(停车场)、变电站、水源井等。不同的结构类型侧重的工程地质问题不同,勘察的重点也不同,勘察应满足不同结构类型的设计需求。比如,地下工程一般需要提供地下水位、围岩分级等;地面建筑需要提供地基承载力及变形计算参数等;高架结构需要提供桩基参数等。

(2)城市轨道交通工程的施工方法一般有明(盖)挖法、矿山法、盾构法三大工法;明(盖)挖法又可细分为明挖、盖挖和铺盖法,明挖施工的支护体系一般有桩(墙)加内支撑支护、桩(墙)加锚杆(索)支护、土钉墙支护、自然放坡等,盖挖又分为盖挖逆做法和盖挖顺做法;矿山法的施工工艺一般包括全断面法、上半断面临时封闭正台阶法、正台阶环形开挖法、单侧壁导坑正台阶法、双侧壁导坑法(眼镜工法)、中隔墙法(CD法、CRD法)、中洞法、侧洞法、柱洞法、洞桩法、钻爆法等;盾构法施工的盾构类型一般包括敞开式盾构、半敞开式和密闭式盾构,近年国内用的比较多的为密闭式盾构,密闭式盾构根据其力学平衡原理又可分为土压平衡盾构和泥水平衡盾构。配合_三大工法施工还有一些辅助工法,包括降水施工、止水施工、注浆施工、冻结法施工、小导管施作、、大管棚施作、盾构始发井和接收

井加固施工等。

二、勘察实施风险控制要点

勘察实施过程中风险控制应从组织机构、技术措施、过程控制、应急预案等方面进行控制:(l)施工准备过程中,对勘察实施中可能出现的风险因素进行识别。(2)在风险因素识别的基础上,有针对性地建立安全风险控制组织机构,并制定相应的控制措施和应急预案。(3)建立严格的风险控制程序。(4)开工前项目负责人应组织安全技术交底会,对现场所有工作人员进行安全技术培训和教育。(5)施工现场应配备专职安全员,及时发现安全隐患,机组人员严格按照“操作规程”进行作业,严禁违章操作。(6)钻孔开孔前,必须严格按照“调查、访问、探测、挖探、保护”的程序对地下管线进行避让和保护。(7)占道施工时,必须严格按照要求设置围挡、指示灯等,并安排专门人员疏导交通。

三、 城市轨道交通岩土工程勘察工作的现状

(1)地质勘察工作和环境调查工作对城市轨道交通建设设计方案和施工方案均具有影响,但无法根据其相互之间的具体情况来调整勘察内容和勘察工作量。因此,易导致基坑设计方案或隧道附近的敏感建构筑物保护方案不当,在工程实施过程中引发工程事故或民事纠纷;地质勘察报告和环境调查报告由不同单位分别提出,不便于设计、监理和施工人员和风险分析专家使用。

(2)我国的城市轨道交通勘察工作原来属于工程地质勘察体制,其任务是查明沿线工程地质、水文地质条件,为规划、设计、施工提供地质资料,却很少提出解决工程问题的具体建议和方法。随着国家标准GB50021― 2001《岩土工程勘察规范》的实施,城市轨道交通也推出了GB 50307― 1999《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》。至此,从规范层面讲,勘察工作已从地质勘察制进入到岩土工程勘察制。其意义在于,在进行工程地质、水文地质勘察的同时,密切结合工程实际,有针对性地对各阶段与岩土有关的设计、施工方法提出工程具体建议,并进行技术论证和评价,以服务于城市轨道交通建设的全过程。目前,岩土工程勘察与岩土工程设计(基坑工程、隧道工程)结合得不够紧密,勘察工作人员和设计工作人员共同确定勘察工作方案和编制成果报告的机制还不成熟,勘察成果报告中的工程措施建议、环境与工程

的相互影响、监测工作建议措施等内容的深度和针对性有待于进一步提高。

(3)国家标准GB 50307― 1999《地下铁道、轻轨交通岩土工程勘察规范》规定了各阶段勘察工作量和布孔原则,各勘察单位基本都在依规范进行。但各城市和城市内不同区域的地质条件不同,完全照搬规范规定易造成设计方案和施工方案不当。

(4)对轨道交通沿线的环境勘察工作重视不足主要表现在几个方面:环境勘察工作的广度和深度不够;没有明确的环境勘察技术要求和规范性文件作为依据;审查和验收机制不完善,环境勘察工作的质量控制存在不足;没有业主的工作人员或监理监督环境勘察的工作过程。使得环境勘察成果的完备性和准确性明显不足,从而导致工程实施过程中的工法改变,甚至方案和线路的调整。施工的工程风险迭生,承建各方仓促应对,既影响工期,增加投资,牵涉繁杂的变更和保险取证、理赔手续,又造成消耗精力、关系复杂的社会问题,产生不良影响。

四、改进城市轨道交通岩土工程勘察工作的建议

(1)由一家勘察单位承担地质勘察和城市环境勘察;融合城市环境保护需求和城市轨道交通结构设计需求,合理确定勘察工作量,编制统一的勘察大纲和实施行方案。编制城市轨道交通岩土工程勘察报告时,内容要完整,要融合城市环境勘察和地质勘察结果。只有在这种情况下,勘察成果报告中的“环境对修建工程的影响分析”、“修建工程对城市环境的影响分析”、“监测方案建议”、“工程措施建议”才能真正做到分析基础牢靠,针对性强、有的放矢;只有在这种情况下,设计人员和风险分析人员才能得到完整、系统的设计边界条件;也只有这样,勘察才能够真正走上岩土工程勘察体制。

(2)设计人员应参加勘察大纲、勘察实施方案的审查;理顺勘察人员与设计人员之间的信息交流通道,使得阶段性勘察结果和各阶段设计方案的调整等信息能迅速快捷地在勘察和设计人员之间交流;勘察成果分析工作应由勘察人员和设计人员共同完成。

(3)在城市建设勘察和城市轨道交通建设经验的基础上,因地制宜地调整勘察工作精度和工作量。初勘精度和工作量、详勘精度和工作量都应加大,且应超过规范规定值;对发展快的城区,应根据轨道交通线路附近城市设施的发展,及时补充增加建筑物基础调查、物探等

工作量;根据线网规划的稳定程度,适当增加可研阶段、初步设计阶段的勘察精度和工作量。

(4)在初步设计概算和施工图预算中,预留足够的环境勘察经费,使得这项工作的开展有足够的资金保障;城市环境勘察工作的工作量应结合本城市轨道交通建设的经验和地质条件确定,工作深度应等同于地质勘察;建立环境勘察的技术要求或技术规范性文件,使环境勘察的范围、深度、分析方法、成果表达方式等技术细节有据可依;建设单位和城市环境勘察单位应逐步建立环境勘察成果的分级审查、验收和工程款支付机制,控制环境勘察工作的质量;建立环境勘察工作的过程监督监理机制。

五、结束语:

城市轨道交通岩土工程勘察的配套规范应参照铁路系统的有关规范,勘察工作应汲取经验并及时做出调整。勘察方案需要因地制宜调整,对勘察工作的监管亦应进一步加强。

参考文献:

【1】王梦恕,张成平.城市地下工程建设的事故分析及控制对策[J].建筑科学与工程学报,2008,25(2):1-6.

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