时间：2022-05-20 06:45:08
导语：在铁道建筑技术论文的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词： 大跨简支梁桥；无缝线路；线刚度优化；ANSYS二次开发
中图分类号： U442.5文献标志码： APier Linear Stiffness Optimization of LargeSpan
大跨高墩长联简支梁桥是铁路无缝线路建设中常用的型式，特别是山区铁路.但跨度超过48 m的简支梁桥墩顶纵向水平线刚度优化设计的研究很少，相关规范中没有规定[1]，且大跨高墩简支梁桥墩台也没有标准图可依.
设计人员设计桥墩时，需不断调整墩身尺寸反复试算，以满足桥上无缝线路要求，不仅设计工作量大，而且人工调整的桥墩线刚度取值不合理，桥墩之间线刚度不协调，导致桥墩设计尺寸偏于保守，桥梁投资不经济.
本文通过建立参数化结构分析模型和优化模型，采用ANSYS提供的零阶优化方法[23]对跨度64 m的高墩长联简支梁桥上无缝线路桥墩线刚度[45]进行了优化，为跨度64 m的简支梁桥墩顶纵向水平线刚度限值提供了参考.1结构参数化模型的建立1.1力学模型桥上无缝线路[6]是一个复杂的结构体系，轨道、主梁、桥墩、基础以及桥梁两侧路基之间相互影响[711]，借鉴桥上无缝线路现有力学模型[1214]，按照钢轨、主梁、桥墩尺寸建立了图1所示的力学模型.
西南交通大学学报第48卷第2期乔建东等：无缝线路大跨简支梁桥桥墩线刚度优化钢轨与主梁上翼缘之间采用线弹簧模拟道碴层，弹簧刚度系数为常数；主梁、桥墩及基础刚度按实际截面选取.为了准确反映钢轨与主梁的协调变形，用刚臂将主梁上翼缘与主梁中性轴、主梁中性轴与支座连接，通过释放约束模拟固定支座和活动支座；采用ANSYS参数化建模，以优化墩顶纵向水平线刚度.
该模型有以下特点：
（1） 采用道床连接弹簧能够模拟道床的竖向阻力和纵向阻力；
（2） 将主梁上、下翼缘与主梁中性轴作刚臂处理，且将实际桥墩及基础纳入力学模型，能够充分模拟钢轨、主梁、桥墩和基础的协调作用机制；
（3） 采用参数化建模，有利于优化设计.1.2桥上无缝线路工程实例以一座拟建客货共线无缝线路单线有碴简支梁桥（图2）为研究对象，桥跨布置为9×64 m预应力混凝土简支箱梁，梁高5 m，墩（从左至右依次为1#～8#墩）高分别为29、41、44、44、47、47、51和43 m；道碴层厚0.65 m，桥上无缝线路结构型式与路基一致，线路道床阻力为常数.
主要设计参数：
（1） 设计荷载：中活载；
（2） 制动力参数：取竖向静活载的10%；
（3） 桥台线刚度：1 500 kN/cm[1]；
（4） 线路纵向阻力：计算伸缩力时，纵向阻力取70 N/cm.计算挠曲力时，若轨面无荷载，纵向阻力取70 N/cm；若轨面有荷载，机车下纵向阻力取110 N/cm，车辆下纵向阻力取70 N/cm[1]；
（5） 有碴轨道混凝土梁温度差：15 ℃[1]；
（6） 设计采用60型钢轨.
根据确定的上述主要设计参数，建立该桥梁的有限元模型.模型中，主梁、桥墩采用Beam188梁单元模拟；钢轨采用Beam4梁单元模拟；钢轨与主梁之间的道碴层以及基础采用Combin14弹簧单元模拟；固定支座和活动支座通过释放梁端约束实现.
验算项目优化前优化后变化率/%规范限值钢轨最大附加拉应力/MPa工况123.325.28.5181工况227.537.235.2781钢轨最大附加压应力/MPa工况153.757.67.2661工况230.133.912.6261墩身混凝土最大压应力/MPa1.974.20113.2016.1墩身混凝土最大拉应力/MPa0.650.707.691.52梁轨快速相对位移/mm2.53.436.004墩顶纵向位移/mm11.013.018.1840墩身混凝土总体积/m314 98912 08919.35—
结果都留有一定的安全储备.因此，本文的优化程序具有较强的通用性.4结语桥墩纵向水平线刚度是桥上无缝线路设计的关键技术参数，桥上无缝线路纵向附加力、梁轨快速相对位移在很大程度上取决于桥墩纵向水平线刚度.为保证轨道结构的安全适用性，应对桥梁墩顶纵向水平线刚度进行限定.
通过APDL参数化语言对ANSYS进行二次开发，建立参数化结构分析模型和优化模型，利用ANSYS提供的零阶优化方法对跨度64 m的高墩长联简支梁桥墩顶纵向水平线刚度进行了优化研究.
优化后桥墩混凝土总用量节约了19.35%，优化效果显著.通过实例计算与分析，建议跨度64 m的高墩长联简支梁桥墩顶纵向水平线刚度限值控制在750 kN/cm以上.此外，采用优化技术，使大跨长联简支梁桥各桥墩的设计自动化，纵向刚度相互协调，提高了设计效率和设计质量.
参考文献：
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(上海工程技术大学城市轨道交通学院，中国 上海 201620）
【摘 要】本实用新型的地铁隧道结构形式，包括隧道承压部分、填充材料部分和外部保护层，这种隧道结构通过在隧道管壁之间进行填充新型材料，可以延续使用目前的盾构法，只需改变管片的形式，按照新的结构生产管片，继而以管片的形式进行拼装，不用改变施工工法。新型隧道同时可以根据不同地区的不同地质条件和周边环境要求选择减振为主、减噪为主或防漏水为主的材料，通过中间的材料吸收列车经过时产生的震动与噪音，从而达到减振减噪的效果。
关键词 新型隧道结构；减振减噪；填充材料
0 引言
自地铁开始运行以来,地铁对周边环境的振动影响已经引起人们的关注。①由于机车运行产生的振动通过钢轨、道床结构源源不断的传递到地面建筑物，造成地面建筑物振动，危及建筑物自身安全；一辆列车通过后能够造成地面建筑物振动10s左右，而每小时通过的列车高达30对，因此建筑物振动时间占地铁运营时间的15%左右，长时间的振动严重影响到人们生活、工作及休息；②列车形式产生的振动被多辆列车不断放大后，使隧道内整体道床负荷增加，在振动加速度的作用下，将大部分作用力传递给钢轨扣件，极易使扣件断裂，造成行车安全；产生的振动在传递到隧道结构的同时也在源源不断的传递到车辆本身，影响机车使用寿命，振动也给乘客带来不舒适。因此对于大部分运营里程都在地下的铁路来说，研究地铁振动规律及其控制方法就具有非常重要的意义。
据调查研究显示，铁道部劳动卫生所通过对我国几个典型城市的铁路环境振动的现场实测，考察了铁路沿线居民区受列车运行引起的环境振动污染现状,测试结果表明,离轨道中心线30m之内的振级大部分接近80dB。这超出了《城市区域环境振动标准》(GB 10070-88)规定的城市“混合区”昼间75dB及夜间72dB的要求。这样高的振级将极大地影响地铁沿线居民的日常生活及身心健康。[1]1977年, Rucker对柏林地铁双线区间隧道列车振动进行过试验研究,1979年Dawn和Stan worth研究了铁路运行所产生的地面振动,1982年英国伦敦运输科学顾问室进行了地铁区间隧道振动试验。瑞士联邦铁路和国际铁路联盟(UIC)实验研究所(ORE)从改善线路结构的角度提出了降低地铁列车振动对附近地下及地面结构振动影响的途径。[2]美国G.P.Wills on等提出了通过改善道床结构形式(采用浮置板道床)和改革车辆转向架构造以减少轮轨接触力的方法,降低地铁车辆引起的噪声和振动的建议。[3]因此分析地铁产生振动的原因、研究振动机理、提出减振措施显得十分重要。
本文研究的一种新型的地铁隧道结构形式，这种隧道结构通过在隧道管壁之间进行填充新型材料，选择减振为主、减噪为主或防漏水为主的材料，通过中间的填充材料吸收列车经过时产生的震动与噪音，从而达到减振减噪的效果。
1 创新原理
目前，地铁振动带来的危害不容小觑，解决方案主要分为主动减振和被动减振两种，主动减振主要是通过科技发展，减少制作误差，定期保养维修线路，但这些只能降低振动能量，而不能避免振动，被动减震地铁施工中主要运用的减振方法是采用减振道床，其中包括：一般减振整体道床、橡胶减振垫浮置板整体道床、钢弹簧浮置板道床。地铁的减振措施主要集中在通过道床和扣件来进行，能起到一定的减振效果，但不能达到大范围的减振和减噪作用。因为目前的六种主要隧道结构形式（半衬砌结构，厚拱薄墙衬砌结构，直墙拱形衬砌结构，曲墙衬砌结构，复合衬砌结构，连拱隧道结构）主要都只从受力的角度考虑，没有把受力和减振减噪结合起来考虑的。并且城市土地资源紧缺，由于震动缘故，在两条隧道之间或者隧道与建筑之间需要一定的安全距离，加大了土地用量。居民区旁的隧道还会因为噪音问题给居民带来不便。
本文研究了一种新型的地铁隧道结构形式，其包括隧道承压部分、填充材料部分和外部保护层，这种隧道结构可以延续使用目前的盾构法，只需改变管片的形式，按照新的结构生产管片，继而以管片的形式进行拼装，不用改变施工工法。此新型隧道在原隧道结构上进行改进，使隧道结构在承受各种外力的基础上，能够通过中间的材料吸收列车经过时产生的振动与噪音，从而达到减振减噪的效果。同时，在填充材料的选择上有多种形式，可以根据不同地区的不同地质条件和周边环境要求选择减振为主、减噪为主或防漏水为主的材料，来达到不同的目的。
2 工作原理
本文所研究的新型隧道结构采用的技术方案如下：
在原隧道管片基础上，多加一层填充材料和保护层，可以按照原来管片形式分为3块标准块、2块邻接块、和1块封顶块，也称K块，用原来的施工工法（盾构法）进行隧道开挖和管片的拼装。同时中间填充材料的选择上有多种形式，新型隧道结构的承重部分主要起承受列车重量、隧道管壁自重、各种设备重量及列车经过时的各种力；中间的填充部分可以按不同的功能要求起到减震、降噪、防水等作用；最外面的保护层起保护填充材料和承受周围水土压力的作用。三部分的结合可以使隧道在起承压作用的同时，还可以起到减震、降噪、防水等辅助作用。
3 结束语
在当今地下空间、地下隧道发展技术日新月异的时代，地铁轨道的减振问题已是一种不可避免且不可回避的问题，地铁减振已成为各国地铁建设的主要研究课题。目前我国主要解决的方法是在道床结构与基础结构之间填充具有一定刚度和弹性的物质，如橡胶、弹簧等，各种减振材料的研发。[4]本论文从隧道结构的方面出发，致力于通过隧道自身来降低隧道的振动。本文采取了一种全新的减振形势，超脱于现有的改变轨道形式或扣件形式的技术，从隧道结构的角度出发来达到减振的目的，与现有技术相比，本新型隧道结构具有如下有益效果：
（1）本隧道形式通过隧道管壁来起到减振降噪的作用，而不仅仅是依靠扣减或者道床，会有更加明显的效果。
（2）本隧道形式采用本实用新型隧道结构形式不用改变施工工法，仍就可以使用盾构法，具有显著性应用价值。
（3）本隧道形式可以根据不同地区的不同地质条件来选用以不同功能为主的填充材料，具有较高的灵活性。
参考文献
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读初高中时,住家离台糖小火车铁道很近,每天看到同学从各乡镇搭火车上学,40年后仍历历在目。
那时知道台糖火车的车厢比台铁的小,铁轨也较窄。听人说台糖火车叫做“五分车”,不明白是什么意思。1970年到台北读大学,那时以坐平快车为主,知道台湾的纵贯铁路是日据时期修造的,听人家说这叫做“七分车”,也不明白是什么意思。后来看电影《东方快车谋杀案》,看到洋人的火车竟然有包厢,厢外有通道,觉得洋火车比台湾的火车宽敞。1979年到巴黎第一次坐有包厢的火车,感觉台湾的火车还真窄。1992~1993年在美国,更确定台湾的轨宽有点奇怪。
很惭愧,我一直没去弄清楚五分车、七分车、欧洲车、美国铁轨的宽度有什么差别,为什么会采用这么不同的规格。这件事拖到2001年初,我读到Douglas Puffert(2000)的论文后,才把整个事情弄清楚。
复杂的轨宽
1995年夏,我在慕尼黑大学三个月,在经济史研讨会上认识Puffert,是个温文儒雅的年轻学者,他在斯坦福大学的博士论文(1991),就是以北美铁轨的宽度为主题,在主要的经济史期刊上发表好几篇论文。我从维基百科(Wikipedia)查“轨距”,得到许多具体的数字。
国际上通用的标准轨是143.5厘米,现在欧洲大部分国家都使用标准轨,例外的国家有:爱尔兰与北爱尔兰(160厘米)、西班牙(167.4厘米,正在改为标准轨)、葡萄牙(166.5厘米),阿根廷与智利的轨距是167.6厘米,俄罗斯及邻近国家,以及蒙古、芬兰都是152厘米。
日本的轨距是106.7厘米,日据时期修筑的台湾轨宽也是106.7厘米,这是国际标准轨(143.5厘米)的74%,称为“七分车”。台湾的糖业铁路和阿里山的森林铁路,是76.2厘米的窄轨,是143.5厘米的53%,简称“五分车”。日本在1960年代修建新干线(高速铁路)时,采用143.5厘米的国际宽轨,提高行驶的稳定性。台湾高铁、台北和高雄的捷运,都采用143.5厘米的标准轨。清朝末年中国的铁道,由英国和比利时承建,采用143.5厘米标准轨。
有人说,1937年制定的国际标准轨143.5厘米是英国提出的,这个说法不够准确,待会儿会详细解释。最让人感兴趣的是,为什么143.5厘米的轨宽,会在诸多规格的激烈竞争下脱颖而出?
1835~1890年间,北美(美国与加拿大)至少有9种轨道:91.4厘米、106.7厘米、143.5厘米、144.8厘米、147.3厘米、152.4厘米、162.6厘米、167.6厘米、182.9厘米。
为什么会这么复杂?
原因很多,大致有三种。其一是各地区修筑铁路时,铁路工程师的技术来源与传承不一,有些采用英国体系,有些则不是。其二是故意不兼容,阻挡其它地区的农工业产品进入。其三是各地区的地形地势不一,对轨道的需求自然不同。
为什么后来会统一使用145.3厘米,1937年之后这个尺度成为国际标准轨宽呢?这就是本文的要点:说不出合乎逻辑的道理,这是政治与经济交互角力后,一步步发展的结果,这正是典型的path dependence问题(依发展途径而异、受到随机性的因素干扰)。市场机能、竞争、效率、最适合这类的观念,在这个议题上无法发挥功能,因而称为“市场失灵”。
143.5厘米的起源与变迁
美国最早的铁道,是承袭英国的142.2厘米规格,这是18世纪末,在英国矿区发展的原初型铁路,在纽卡斯尔地区最通行。
有位叫史蒂文生的工程师,在斯托克顿和达灵顿之间建造了一条运煤铁道。1826~1830年间,他被任命在利物浦(Liverpool)和曼彻斯特(Manchester)之间建造铁路(L&M),特点是用蒸汽机来推动火车头。这是第一条靠蒸汽机推动的铁路,也是第一条完全依靠运载乘客与货运的铁路,更是第一条与矿冶完全无关的铁路,在铁道史上有显著的开创地位。不知什么原因,史蒂文生把铁轨加宽了1.3厘米,成为143.5厘米,这就是日后国际标准轨的规格。
1826年,史蒂文生在竞争L&M铁路时,他的对手刻意提出167.6厘米的宽轨(加大24.1厘米),但没被采用。史蒂文生的儿子罗伯特,后来在国会的委员会上说:143.5厘米轨宽也不是他父亲订的,而是从家乡地区的系统“承袭”来的。斯迈尔斯是史蒂文生的朋友与早期传记的作者,他说143.5厘米的轨宽,“没有任何科学理论上的依据,纯粹是因为已经有人在用了。”
美国早期的铁路建造者,参观L&M与其他地区的铁道,认为L&M的规格较适合,就把整套工程技术搬回美国。另有一批工程师,1829年参观英国铁路,回国后在巴尔的摩(Baltimore)与俄亥俄(Ohio)之间筑了另一条铁路(B&O),将轨宽改为143.5厘米,目的是要和L&M铁路的火车“接轨”。
但有几批工程师却另有盘算,有些认为152.4厘米较易使用,有些人用144.8厘米,有人坚持147.3厘米也不错。简言之,在最复杂的时候,美国铁路有过9种轨宽并存。
现在回过头来看铁道的发源国英国,他们在建筑Great Western Railways(GWR)时,把轨宽扩大为213.4厘米,几条较短的路线,用其它规格。有些美国工程师,看到铁路老大改为宽轨,为了迎头超越,就把纽约与爱力(Erie)之间的铁路,建为182.9厘米,希望能达到三个目的:最高速、最舒适、最低成本。
但事与愿违,有些人认为167.6厘米就够了。几经实验,19世纪中叶的美国铁道工程师,在考虑火车头的拉牵力之后,觉得还是以152.4～167.6厘米之间较合适。加拿大的铁路学者也有同感,而这正是英国当时采用的轨宽。
1860年之后,又有人感觉宽轨太耗动能,对蒸汽机的负担过重,认为还是老规格较合适。在地势变化较大的地区,其实106.7厘米更合用,因为较容易转弯。在多山的地区,若用91.4厘米宽的铁轨,就不必挖太宽的隧道,可以省下不少成本:91.4厘米的铁路成本,比143.5厘米的建造费用便宜三分之一(枕木、石块、人工、管理都较省)。
建造铁路时,美国政府只负责土地与公共事务,对具体的投资、兴建、技术规范都不插手。如果你是第一位在某个区域的铁道投资者,只要考虑自己喜欢哪种轨宽;第二位投资者,或许也可以自由选择轨宽;但第三位投资者,就必须考虑接轨问题,没有多大选择空间。在这种机制下,美国的铁道系统就出现一项特质:地区性的轨宽整合度很高,但全国性的相似度很低。
简言之,美国的轨宽是由民间工程师决定,而这又受到他们之前的经验影响:或是向英国某个地区学来的,或是依所购买的火车头带动力,来决定轨宽。为什么143.5厘米最后会成为主流?因为采用者最多,滚雪球效应最大。
偶然与必然
换个角度来问:政府为何不出面协调呢?
其实很简单,南北战争之前,有谁能预期日后会建造出全国性的铁路网呢?那时投资铁路的人,只想运载货物和非乘客的人员,从河运抢些生意做,占据某个地区的地盘。他们甚至不想和其它区域的铁路接轨,基本的心态是互不侵扰地盘。加拿大也不希望美国的火车驶入,铁道的规格因而形成割据。现在美加两国的铁路、电话号码、电压、影印纸规格都已统一化,那是很后来的事了。
其实加拿大的国会,很早就知道轨宽标准化的重要性。美国国会把横跨大陆的轨宽选择权,授给林肯总统,他决定采用152.4厘米。但是中西部的铁道业者不愿接受,就和东部的同行结盟,游说国会采用最老式的英国轨宽143.5厘米。
某些较贫困的地区,资本不够,希望采用窄轨,就在1872年另组一个“国家窄轨联盟”:之后全国各地的窄轨,95%采用91.4厘米的规格。在这种“地区性整合度高、全国性相似度低”的结构下,美国的铁道系统,怎么可能在20年内(1866~1886年),就完成规格统一呢?143.5厘米的规格获胜,是因为它有特殊的优越性吗?
其实在1860年代时,谁也不知道143.5厘米会成为日后的国际标准,当时存在9种规格,工程师并无明显的偏好。为何会有统一化的认知呢?主要是各地区的经济发展后,运输量大幅增加,东西两岸的产品与人员相互运送,无法透过较受地域性限制的水运。当时东西横向的铁路,大都采用143.5厘米,产生大者恒大的雪球效应,市场占有率愈来愈高。各地区的铁路公司,在利益的考虑下愈来愈合作:发展跨区的铁道系统,共同管理相互协助,这是推动铁道标准化的重要因素。
大家会问:把原来不是143.5厘米的轨宽,不论是拉宽或缩窄,转换的成本不是很高昂吗?是的,费用看起来是不小,但相对于铁道的总价值,百分比并不高。主要的花费是整修路基,尤其是在扩宽轨道时,如果只是把轨道稍微拉宽或缩小,这属于“移轨”的问题,成本并不高。较贵的部份,是更换为143.5厘米的车厢和火车头(机头)。
1871年时,把俄亥俄和密西西比铁路,从182.9厘米缩为143.5厘米的平均成本,是每英里1066美金,再加上价值5060美金的新车头。到了1885~1886年间,这些成本更低了:更改南方轨道与设备的成本,每英里约只需150美金。把窄轨拉宽的成本,每英里约7500美金。对那些和143.5厘米较接近的轨道,就建造可以调整轮子宽度的车体,来相互通车。一旦整合的意愿明确化,确知每英里的更改成本,占铁道总价值的百分比不高后,20年内很快地就整合完成了。143.5厘米成为美加的标准规格,1937年成为国际标准,沿用到今日。
美国轨宽的故事告诉我们:市场的需求,是规格统一化的重要推手。1880年代统一的143.5厘米,以今日的车头牵动能力而言,并不是最具能源效率的规格;但这已是国际标准,改动不了了。143.5厘米能一统天下,并不在于规格上的优越性,而是历史的偶然造成,并不是最有效率、最具优势的东西,就能存活得最好。这种path dependence的现象,在度量衡上最常见。听说1英尺的定义,就是某位国王鼻尖和手指之间的距离。
链接:
马屁股距离决定轨宽
经济学中有个名词称为“路径依赖”,它类似于物理学中的“惯性”,一旦选择进入某一路径(无论是好的、还是坏的),就可能对这种路径产生依赖。这个美国铁轨的故事,也许有助于我们理解这一概念,并且加深对其后果的印象。
美国铁路两条铁轨之间的标准距离,是4.85英尺。这是一个很奇怪的标准,究竟从何而来的?原来这是英国的铁路标准,因为美国的铁路,最早是由英国人设计建造的。
那么,为什么英国人用这个标准呢?原来英国的铁路,是由建电车轨道的人设计的,而这个4.85英尺,正是电车所用的标准。
电车轨标准又是从哪里来的呢?原来最先造电车的人,以前是造马车的。而他们是用马车的轮宽做标准。
好了,那么,马车为什么要用这个轮距标准呢?因为那时候的马车,如果用任何其它轮距的话,马车的轮子很快就会在英国的老路上撞坏。为什么?因为这些路上的辙迹宽度,为4.85英尺。这些辙迹又是从何而来呢?答案是古罗马人定的,4.85英尺正是罗马战车的宽度。如果任何人用不同的轮宽,在这些路上行车的话,轮子的寿命都不会长。
我们再问:罗马人为什么用4.85英尺,作为战车的轮距宽度呢?原因很简单,这是两匹拉战车的马的屁股宽度。故事到此应该完结了,但事实上还没有完。
下次你在电视上看到,美国航天飞机立在发射台上的雄姿时,你留意看,它的燃料箱的两旁,有两个火箭推进器。这些推进器是犹他州的工厂所提供的,如果可能的话,这家工厂希望把推进器造得胖一些,容量就会大一些,但是他们不可以,为什么?因为这些推进器造好后,要用火车从工厂运到发射点,路上要通过一些隧道,而这些隧道的宽度,只比火车轨道宽了一点点。然而我们不要忘记,火车轨道的宽度,是由马屁股的宽度决定的。
关键词：盾构法；隧道；掘进
中图分类号： U45文献标识码： A
引言
随着我国城市化进程的加快，交通建设项目与日俱增，其中不乏一些隧道工程的施工。目前已有多个城市建设了城市地铁，形成了网络。地铁、隧道的建设多采用盾构法来进行施工建设，其施工时具有对周围建筑物、地面交通影响小、适应地下复杂多变环境等优势，但盾构法隧道施工无论施工地点距离地面深度多深、范围多广，都会不可避免的对周围的土层产生影响，从而引起地面不同程度的沉降。
二．盾构法概述
1.盾构法工作原理。
盾构施工方法产生于蛆虫穿透木头时分泌粘液的灵感，因而工作原理也与之类似，使用盾构机在盾构钢壳之内保持开挖面稳定，同时安全向前掘进、出渣，在尾部拼装管片形成衬砌、实施壁后注浆以使围岩基础稳定，并推动盾构前进的方法。盾构机是盾构施工法的重要工具，是施工过程中的关键因素，主要由三个要素组成，分别是稳定开挖面、挖掘排土和衬砌壁后注浆。开挖面的稳定处理方法主要有敞口放坡、压缩空气支撑稳定、机械式支撑稳定以及土压平衡式支撑稳定等。“盾”是指保持开挖面稳定性的刀盘和压力舱、支护围岩的盾型钢壳；“构”是指构成隧道衬砌的管片和壁后注浆体。
2.盾构法施工特点。
盾构法施工技术是一种新型的施工方法，区别于传统的地铁隧道施工技术，具有以下特点：（1）对城市地面建筑物和周围环境影响小，地铁隧道沿线不需要施工场地，施工无噪音、无振动公害，对地面交通基本无干扰；（2）施工精度要求高，管片的制作精度误差范围要求控制在0.5mm以内；（3）盾构施工过程有单行前进、不可后退的强制性，一旦盾构本身出现致命故障，则可能产生灾难性的后果，准备工作非常重要；（4）盾构机是适合于某一特定区间的专用设备，需根据施工隧道的断面大小等进行设计制造或改造。
三、盾构法施工技术在无水砂卵石地层中的应用
1.地质调查。
任何地下土木工程的施工方案都是建立在对地质的详细了解的基础上的，盾构施工尤其为如此。一般情况下，初步地质勘探时的地质钻孔间距一般较远，不能满足在海相洪积地层、花岗岩等侵入岩地层中经常存在侵入体、岩脉、花岗岩残留体（微风化球）和大量夹杂物地层中施工需要。
2. 刀盘面板和刀具的选择
在无水砂卵石地层地段掘进，施工所选用的盘结构形式为硬岩刀盘的形式：面板形，周边圆弧过度，均匀滚刀布置。刀盘采用面板形，有利于保证布置了滚刀后的刀盘结构强度，更能承受大的荷载，同时在硬岩或软硬不均地段掘进发生坍塌时刀盘面可起支撑作用。周边采用圆弧形，则为硬岩刀盘最典型的特征，因为周边圆弧形过度增大了周边刀盘的面积，可在周边布置更多的滚刀以适应周边滚刀高线速度快磨损的需要，更能满足切削。同时，开口形状和开口率，以及刀盘面板上的泡沫加入口等，也能满足软岩掘进的需要。
齿刀和切刀呈靴状，一般不垂直于刀盘安装。齿刀和切刀都是软土刀具，在刀盘的转动下，是通过刀刃和刀头部分插入到地层内部，切削地层。切刀的前后角等斜面结构利于软土切削时的导渣作用，同时可用于在硬岩掘进中的刮渣。齿刀的结构形式有利于碴土流动进入土仓。
3. 盾构试掘进和正式掘进阶段。
盾构机在初始推进时，需进行各功能系统的带载试验，完善各功能系统，并进行整合。同时在掘进过程寻求最佳施工参数，为全线正常推进提供符合土质特点的基本施工参数。试掘进过程基本在l00环左右。无论是试掘进还是正式掘进都需加强过程管理来保证盾构施工的安全，保证隧道施工质量。
为了保持开挖面稳定，顺利进行掘进，就必须确切地排出与掘进量相一致的切削土砂。由于地质改良关系，切削土体积与重量将产生变化，不能单独地进行切削土量计算，通常与土压力一起考虑，来判断开挖面的稳定状态。切削土量的管理方法有重量管理和体积管理两种，都需要通过计算与理论出土量进行比较。这也是选用渣土车的台数及体积需要考虑的。通过出土量的统计和计算，可以判断超挖量和掘进面是否出现了塌方。由于螺旋机转数不太容易记录，一般不用螺旋机的转数来计算出土量。
盾构设备完全进入隧道后，盾构按预先设定的方向掘进，该过程由盾构设备的计算机控制系统控制。当盾构设备出现左右或上下偏差时，由计算机系统对推进油缸进行控制，确保条件方向按预定设置方向前进。同时，在保证开挖面土压平衡的基础上，调节刀盘转速与推进速度及螺旋输送机速度的比率，使开挖与排土保持恒定。
在盾构设备掘进完一个节距以后，即可进行管片衬砌，由管片运输车运送到安装台位，再由管片衬砌台车将管片送至安装位置安装就位。管片安装完毕后，进行下一个循环的掘进，直至整个隧道工程的完成。
盾构由区间隧道进入接收竖井前，需首先对端头土体的加固和渗水情况进行取芯测试，在确保土体稳定和物大量渗水的情况下方可凿除洞口混凝土。洞口混凝土凿除应分层分块进行。在盾构距洞口越10m时，将洞口混凝土全部拆除。待盾构机刀盘露出洞口时，清除端头井内盾构机所带出的土体后，将盾构接受架准确地定位安设在洞口的底板上，高层比盾构机略低，并将接受架固定，以便盾构机顺利滑行上架。
4.管片自防水施工要点
要选择合适的原材料，进行科学的设计配比，按照规定加强检测，保证管片成品的抗渗等级、强度和各项质量指标符合设计要求。管片防水材料主要有两种：一种是以日本为代表的遇水膨胀橡胶，另一种是多孔三元乙丙弹性密封垫。遇水膨胀橡胶止水条这种材料之所以在日本应用非常广泛，主要是因这种材料首先由日本开发、价格低；另一个原因是日本盾构隧道通常采用双层衬砌，即在管片衬砌内再现浇一道混凝土衬砌，对第一道衬砌的防水质量要求并不象国内这样高。
四．结束语
盾构法施工技术一次性投资大，造价较高，但由于其具有快速、安全、减少地面沉降的优点，被应用于无水砂卵石地层施工中，具有重要作用。
参考文献
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2012年9月20—21日，Altair 2012 HyperWorks技术大会在上海锦江汤臣洲际大酒店成功举行.本次大会以“仿真驱动创新，智能引领决策”为主题，共汇聚来自汽车、航空航天、铁道、重型机械、船舶、电子、建筑等多个行业的400多位嘉宾参会.大会征集到近200篇论文，经过论文评委会评审，最终收录165篇高质量的技术论文，内容涵盖前后处理平台HyperMesh&HyperView，求解器技术RADIOSS，AcuSolve和MotionSolve等，优化技术OptiStruct与HyperStudy，以及制造工艺技术、工业设计和二次开发等，其中，16篇论文被评为优秀论文.
大会由Altair市场总监钱纯女士主持，Altair大中国区总经理戚国焕先生致开幕词.Altair全球CEO James Scapa作开场主题报告，对与会嘉宾长期以来的大力支持表示感谢，同时带来Altair最新的发展情况及愿景.值得一提的是，James Scapa先生与大家分享了一个特大喜讯：Altair荣获被誉为软件行业的奥斯卡奖“Computer Software AMA/Stevie Awards”奖.本次大会作为Altair全球HyperWorks技术大会的重要一站，得到Altair高层的高度重视和鼎力支持：来自Altair总部的多体动力学技术专家Rajiv Rampalli，HyperWorks软件开发副总裁周明博士，RADIOSS求解器技术专家Lionel Zhang Suo，Altair波音优化技术中心专家Justin Reilly，企业解决方案高级总监Doron Helfman，全球汽车和重型机械行业技术总监Tony Norton，全球航空航天行业技术总监Robert Yancey以及全球高校业务总监Matthias Goelke等多位技术专家和业务总监，带来Altair最新的技术和行业应用情况.
本次大会还特别邀请上汽集团技术中心汤晓东副总工程师和瑞典Volvo汽车技术中心Harald Hasselblad博士分别作题为“RADIOSS在上汽自主品牌轿车研发中的应用”和“优化技术在Volvo汽车研发前期阶段中的应用”的主题演讲.
作为Altair主要产品线的按需云计算技术PBS Works和商业分析技术HiQube也在本次大会上重点亮相——Altair分别为其设立技术主题专场，吸引不少相关技术人员参加.
除精彩的主题演讲外，在多个技术专场和行业专场中，来自上汽技术中心、泛亚汽车、上海大众汽车、东风汽车、奇瑞汽车、奥拓立夫、佛吉亚、陕西重汽、安徽合力、南车青岛四方机车、青岛四方庞巴迪、西飞技术中心、中航直升机研究所、上海飞机设计研究院、中国船舰研究中心、三星电子和南平铝业等企业以及华南理工大学、湖北汽车工业学院、南京航空航天大学和西北工业大学等院校的代表也作了丰富多彩的演讲，展示HyperWorks在他们实际产品研发和科研工作中的应用成果.
在航空航天关键CAE技术专题研讨中，Altair展示其在鸟撞分析、水上迫降仿真分析、舱门系统结构优化与仿真等技术的强大功能和实际应用成果，以及其在航空航天领域值得信赖的强大解决方案.
同时，Altair战略合作伙伴HP，Cradle 软件和Magna等公司也分别到会展示其解决方案，特别是HP在现场展示的一体机使参会嘉宾赞叹不已.此外，大会还得到多家行业媒体的关注，并对Altair高层领导进行专题采访.
作为本次技术大会的互动环节，由机械工业出版社出版的《HyperMesh&HyperView应用技巧与高级实例》一书首次亮相，赢得参会嘉宾的高度关注，在抢答赠书环节，全场激情四起，场面颇为壮观.
关键词：盾构 始发 穿越建筑物 安全控制
中图分类号：U416 文献标识码：A
1.概述
当前，我国的轨道交通建设如雨后春笋般的发展，地铁建设及运营情况反映了一个城市的现代化程度。地铁，作为一种绿色的交通方式，能够减少能耗和城市污染，改善城市环境；作为一种准点、安全的交通方式，能够缓解城市交通拥堵，更好的为居民出行提供便捷的服务。然而，地铁的建设却有比其他基础设施建设更为复杂的施工环境，地铁隧道采用盾构法施工虽已日趋成熟，但如何保证安全、优质的完成地铁的施工任务是地铁建设者面临的普遍问题。
2.工程概况
合肥市轨道交通1号线葛大店站～望湖城站区间右线起讫里程K12+683.9～K14+113.611。区间隧道采用盾构法施工，其中4#盾构机计划从望湖城站小里程右线始发，一直推进至太湖路站。本次盾构始发在望湖城站东端右线端头井进行，由于距始发洞门12.8m即为B01商业建筑，该建筑为地上三层混凝土框架结构，基础形式为柱下独立基础，最大基础埋深为地下1.7m，隧顶距基底约8.581m。盾构在始发阶段即穿越建筑物在国内盾构施工中较为罕见，如何采取有效的措施来保证盾构始发阶段建筑物安全及盾构始发质量是本次始发的关键所在。
图1望湖城站始发段与B01商业建筑平面示意图 图2 隧道与B01商业建筑基础埋深示意图
3.施工重难点分析及控制措施
3.1端头井加固
望湖城站右线端头井原设计采用高压旋喷桩（二重管）加固，由于端头井距离建筑物仅1.7m，根据望湖城站线端头井加固施工时地表监测情况，加固范围内地表最大隆起量达到了50cm。因此，高压旋喷桩不适用于端头井近建筑物的土体加固。根据专家建议及现场实际情况决定该端头井加固方式变更为钻孔咬合排桩加固，成孔直径为800mm，相邻桩相互咬合150mm。整个桩体采用粉煤灰混合砂浆灌注，土体加固范围为隧道上下、左右各3.0m，加固区的长度为2.5m（4排），钻孔桩设计桩长19m，共计64根。加固区强度为：0.5～0.8MPa。
图3 端头井加固平面示意图
为减小近端头井处的地表沉降，盾构机始发前在近端头井土体预埋袖阀管，袖阀管的孔底距离隧道为200mm，袖阀管的管底部距离隧道的距离为1m，为保证盾构在同步注浆能正常保压，底部套壳料的强度适当提高。具体的布设位置如下图所示：
图3 端头井预留袖阀管平面、立面示意
盾构开挖直径6280mm，盾体外径为6260mm，在负环管片拼装阶段，无法立即进行同步注浆时，根据地表监测情况，利用预埋的袖阀管进行注浆来替代同步注浆以填充盾体与土体间的间隙。
3.2建筑物加固
按照原区间加固施工方案，在B01建筑东南角位置预留了袖阀管，为了保证右线在穿越该建筑物时有效的控制建筑物沉降，对该建筑物采取以下措施：
①对原有在B01建筑东南角位置预留的袖阀管进行注浆，同时对建筑物沉降量进行跟踪监测，总结出注浆压力及注浆量等参数。
②在B01建筑物右线穿越区域对称布设袖阀管，并根据上述的注浆参数提前进行注浆，以确保右线穿越建筑物时控制建筑物的沉降。
③在对B01建筑物进行注浆时安排专人对建筑物进行24小时巡视，监测人员加大对建筑物及地表点的监测频率，及时反馈相关监测数据，以便掌握相关数据。及时通知现场操作人员调整注浆压力及注浆量，确保建筑物的安全。
3.3盾构掘进
为了控制始发阶段B01商业建筑的沉降，保证建筑物的安全，盾构的推进过程中采取如下措施：
①尽快的让盾构建立土压平衡，保证掌子面的稳定，控制地表及建筑物的沉降，确保建筑物的安全；
②在+1环管片脱出盾尾后就立即进行注浆，以减小建筑间隙引起的地表沉降；
③为了保证管片的同步注浆在较短时间内凝固并封闭，始发阶段的同步注浆的浆液采用单液浆进行压注，并对浆液配合比进行了优化，同时及时跟进二次注浆。
④对洞门封闭的帘布翻板进行补强加固，确保在同步注浆时不被浆液冲破。
⑤为了防止浆液对盾尾刷造成污染，在注浆时加大盾构油脂的注入量以保护盾尾刷。
⑥为了保证反力架满足推力要求，采取反力架与始发架牢固固定，形成刚体。
⑦始发前复核引轨标高，并在掘进过程中严格控制盾构机姿态，防止磕头现象发生。
⑧加强地面监测及建筑物监测频率，在始发段+1-+10环每环拱顶上方加密三个地表监测点，及时监测并掌握建筑物及地表的沉降。
4.穿越B01建筑时分阶段控制
4.1穿越模拟阶段
①穿越前，有针对性的对作业班组进行交底，让每个作业人员了解B01建筑物所处里程、地面位置、结构类型等相关情况及控制重点，明确盾构穿越时的各项施工参数。
②盾构掘进至建筑物时，需对刀盘、盾尾密封、螺旋输送机、铰接、密封油脂系统、注浆系统等进行一次全面的检查、维修。
③及时对盾构机的掘进姿态进行纠偏调整，控制在±20mm以内。
④穿越前12.8m的地段作为过渡模拟段，完全模拟在建筑物地面下推进时的盾构操作要求进行推进，加强土体变形观测，检验预定情况的施工掘进参数引起的地层变形程度是否能够达到预期的目标。
⑤按照设计要求，对穿越段建筑物进行施工监测，增加监测频率（2次/d）。
⑥通过连续监测，确定盾构通过地段地表稳定后变化量（与初始值比较）最小时的最优盾构掘进参数。
⑦根据前期施工总结，掌握每车渣土装满时所对应的千斤顶行程，过程中严格控制隧道超、欠挖，使实际出土量控制在理论值的98%-100%。
⑧严格控制同步注浆配合比，确保浆液质量。根据前期施工总结，确定合理的注浆量及注浆压力，严格控制注浆质量。
⑨采取合理措施防止盾尾漏浆现象：
a、加大盾尾油脂的注入量
b、合理控制盾尾间隙
c、漏浆情况比较严重时，可在管片外弧面加贴海绵条
⑩根据地面沉降情况，及时进行二次补浆。
4.2穿越阶段
①穿越段严格采用模拟段施工参数进行施工，项目部安排专职人员对施工参数进行严格监控，对施工过程进行记录。
② 成立穿越段领导小组，对施工过程中出现的异常情况进行分析处理，确保施工安全。
③ 根据设计要求，进行施工监测，及时反馈监测数据以指导施工。
④ 根据监测数据分析，对沉降量过大处进行二次补浆，当该处监测数据持续变大时，按照设计图纸对建筑物进行袖阀管注浆加固处理。
4.3穿越后30m阶段
盾构顺利穿越B01建筑物后，对建筑物段继续进行监测，根据监测数据分析，对沉降量过大处进行二次补浆，当该处监测数据持续变大时，立即采取预留袖阀管注浆的措施对建筑物进行加固处理。
5.掘进参数及监测数据
5.1监测点平面布置图
图5 监测点平面布置图
5.2盾构施工记录表见下表1、表2。
6.结论
合肥市轨道交通1号线望湖城车站右线始发，顺利完成了建筑物的穿越。主要注意以下几个方面：首先，通过采用有效的端头井加固方式、推进过程中根据监测结果不断的优化推进参数并采用袖阀管跟踪补偿等措施。其次，通过监控量测作为工程施工的“眼睛”，在穿越的过程中，对相关技术及监测等数据要详细记录，认真分析，掌握宝贵的第一手施工资料，有效的控制了盾构始发既穿越B01建筑的沉降。综上，通过各种措施，地铁盾构始发即穿越建筑物的顺利完成，为以后类似工况下盾构机始发提供了宝贵的经验，具有重要的参考意义及指导价值。
主要参考文献
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本文作者：王刚，（1981- ）工程师，从事建筑工程工作10年，写作于2014年4月中国安徽合肥。
【关键词】长大深埋隧道工程 地质综合勘察技术 应用分析
随着我国的快速发展，有效的推动了我国铁路工程建设的发展，我国国土资源辽阔，地形较为复杂，传统工程地质勘工作存在严重漏洞，只能片面的对地表进行测绘、观察，已经不能满足实际的施工需求，尤其是一些长度较长，埋深超过千米的深埋隧道，此种方式已经不能满足实际的工作需求。综合勘察方法的应用就是依据工程的地形条件、地质特征等，实现了多种勘察方式的结合应用，保证了相关地质资料的准确性，同时，还能进不同的资料进行分析，为工程施工提供了准确的资料。
1 遥感技术分析
在实际工程分析，遥感技术的应用，有效的提高了工作效率以及质量，遥感图像能够准确的、直观的向工作人员展现地质的特征，同时， 还能展现出施工区域的地层、岩石结构、土壤、人文活动大不了，由于其自身的优势，它能够提供较为准确的影像地质信息，保证相关工作的顺利开展。另一方面，遥感技术能够获取信息的能力强，距离远、面积广，同时，还能明确各个不同地质要素之间的关系，尤其是一些断裂地势。通过相关实践证明，遥感技术的应用能够明确相应的地质信息。
通常来说，遥感技术主要应用在山区铁路工程建设过程中，在整个深埋隧道勘察工作具有重要意义，能够保证地质调绘工作的质量。科技的不断发展，推动了三维遥感技术的应用，提高了遥感技术工作质量，使得传统遥感技术纸上工作逐渐转变为计算机作业、二维平面解译逐渐转变为三维立体解译、低精度转变高精度，同时，还能实现工程地质材料的三维可视化。三维遥感工程图能够实现对工程的立体可视化，能够准确展现工程地表的地质状况、相关信息、地貌特征，高分辨率三维遥感技术的应用，打破了传统遥感技术应用的局限性以及盲目性，减少了工作人员的工作量，提高了工作效率，尤其是在一些地形较为复杂的环境中所取得的效果最好。
2 大面积地质调绘
地质勘察工作中，良好的测绘工作得是地质勘察工作质量的根本保证，地质测绘是从宏观到微观，通过定性到定量的一种工作方式，能够对施工现场的各种条件进行分析，制定合理的施工方案。
一般来说，在一些山区进行工作时，工作人员可以依据地势的轮廓以及相应的环境开展长大、深埋隧道的测绘工作，主要的工作内容包括：施工现场岩层条件特点、分布、规模、性质等，褶皱、断裂构造的分布，容易发生自燃灾害地区的分布等。
3 综合物探法分析
所谓的物探勘测工作是一种间接的地质勘测方式，经常采用的方式主要包括了：
3.1 电剖面法
一般你说，物探技术在电剖面的施工中，它们两者之间都会进行合作，只有这样才能取得良好的工作效果，另外，两者通过合作，对于地质工程中断裂带的研究具有重要意义。电剖面法在进行地质勘察的时候，主要的勘察的对象的沉积岩石所具有的电极差异。在水溶液中，具有一定的机理、岩石层等物质能够影响电阻率。
3.2 瑞利面波法
所谓的瑞利面波法指的是在实际的工作中，依据地下物质所具有的差异性，通过瑞利面波来实现地震探测的一种人工探测方式，在实际的探测过程中，这种方式的衰减速度慢同时还具有强大的能量，这种能量在不同的传播介质中，由于该介质的密度不同，就会出现频散的现象，一定程度上导致了频散曲线的变化。
3.3 地震勘测法
在实际的工作工程中，地震勘测主要包括了反射波法以及折射波法；通常来说，地震勘测法的主要工作原理就是通过对于波形的折射以及反射的规律进行分析，然后获取折射的深浅、地下反射面的形态以及构造等，这种方式具有较高的精准性，并且所勘测的结构单一，这是最为突出的特点，但是在实际应用过程中所具有的成本较高，所以，一般来说，我们通常说看到的物探剖面就是在矫正以后的图，另外，对于浅层折射法的应用具有一定的广泛性，能够运用于考古，但是这种方式容易受到施工现场的影响。
3.4 地脉动测试
通过相关的调查显示，地面的运动特征和大多数的震害有关系，如果在地震过程中，建筑物合周围环境中的物体产生共振现象，就会是建筑物的振幅增大，能够增加建筑物的破坏度，因此，通过专业的设备对相关的频谱进行记录分析，能够起到良好的防震作用。
4 实例分析
本文主要以某铁路工程为例进行分析，该工程全长1300km，横跨三个省份，有效的缓解道路运输紧张的局面。 但是在施工中需要开凿隧道，此工程中，隧道全长15.236km，最大深埋于415m，并且隧道洞身要经过三叠系和尚沟组紫红色灰紫色泥岩与细―中粒长石砂岩、砂质泥岩互层；三叠系下统紫红色厚层中细粒砂岩、粉砂岩夹薄层砖红色泥岩。
4.1 综合勘探方式的应用分析
（1）遥感技术。工作过程中，遥感技术的应用，有效的提高了工作质量。在前期的遥感勘测工作中，相关工作人员通过卫星发现，施工现场存在许多不良地质，例如：滑坡、崩塌等，随着勘测工作的进一步开展，遥感技术对于施工线路的优化具有一定的指导意义，保证了施工顺利进行。
（2）地质调绘。在遥感勘测工作完成以后，工作人员应该依据实际的施工状况，选择合适的比例，然后对施工现象进行地质调绘，同时，还要对隧道的进出口、浅埋段、断层等地方进行重点调查，此工程选用的比例尺为：1：10000和1：2000。通过相应的测绘所获取的信息有：工作人员明确了地层岩性以及其相应的接触关系，还有分界线；工作人员将相关信息和实际状况进行结合，明确了施工区域的特征、施工影响因素，并且依据实际情况制定了有效措施。另一方面，隧洞进口段的岩石特征主要为砂岩、泥岩互层，相应的倾斜角为 8°- 11°，同时，还明确了地下水的状况，能够帮助工作人员及时制定相应合理有效的措施。
（3）物探法的应用。工作人员在前期工作的基础上，对整个工程进行综合物探进行工作地址勘察；此工程主要采用电磁法。工作人员首先应该确定中线，然后再沿着中线进行探测，探测过程中，应该在隧底52.0mK处开始布置测点，其间距大约为30-60m。探测过程中，由于施工环境较为恶劣，工作人员及时的采用高密度电法对数据异常的区域进行物探工作处理，保证了工作的正常开展。测量过程中，DK453 +070 - DK453 +120两侧电阻率为50～260Ω・m，中间明显低阻异常，约为 10 -50Ω・m。通过相应的调查显示，剖面内部大部分都为岩出露，局部为黄土及黄土夹卵石土覆盖，其厚度大约为36m，该工程现象的环境较为复杂，工作人员只有依据实际状况，制定合理的应对措施，才能保证良好的施工进度以及施工质量。
5 结语
综上所述，地质综合勘察技术长大深埋隧道工程中的应用具有重要意义，不仅能够保证良好的施工进度以及施工质量，还能减少施工成本，保证施工单位的经济效益。在实际的应用中，工作人员应该积极的从工程的实际出发，选择合适物探方式，才能保证良好的工作质量。其结论如下：
（1）综合勘察是在充分搜集、分析研究既有地质资料的基础上，以遥感判译为先行，以大面积地质调查为基础，以综合物探和适量的深孔钻探为主要勘探手段，并辅以必要的孔内测试试验等的一种综合性的勘察方法，可以有效地控制和查明山区铁路长大、复杂隧道的工程地质和水文地质问题。我院的应用实践证明该方法是可行的，可明显地缩短勘探工期，大幅度地降低勘探成本。
（2）每一种勘察方法和测试手段都不可避免地存在一些局限性或弊端，因此，工程勘察中应根据工程实际需要的勘察范围、勘察深度和勘察精度，选择一种或几种恰当的勘察手段。
（3）铁路长大、深埋、复杂隧道工程地质勘察要求资料精度高、围岩分类准确，因此，采用综合勘察方法是必要的、恰当的。在工程地质勘察中，所选择的各种勘察手段要结合现场实际情况合理应用，并应对勘察成果进行系统地综合分析、研究，合理解释，提高勘察资料的质量，保证结论正确，为隧道工程的设计、施工提供合理、可靠的依据。
（4）铁路长大、深埋、复杂隧道综合勘察是一个由多阶段、多工种、多工序组合的勘察体系，建议建立统一的组织机构，统一领导，统一协调，分工合作。
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论文摘要:介绍了当前国内国际的基建市场形势，对王木工程类专业学生的就业市场进行了分析，在高职工科类院校关于应对市场需求、提高毕业生就业率的问题上提出了相应的对策。
高职土木工程类专业包括铁道工程、公路工程、水利工程、工民建等各类专业，培养出来的学生基本都是面向土建类的施工企业，从事工程施工技术、测量、绘图、预算等基础性的工作。大多数工科类高职院校都有培养该类毕业生的专业，毕业生数量也在逐年增加。这些学校的授课体系基本相同，培养的应用能力也基本一致，相互之间形成了强大的竞争力。目前的就业市场前景如何，培养的学生如何适应市场需求以及如何提高就业率，是这类学校的头等大事。所以，有土木工程类专业毕业生的院校必须深人了解市场，调整教学计划，加强就业指导，实现“出口”畅通。
国内国际基建市场形势
铁路建设2004年1月，国务院通过了《中长期铁路网规划》，2006年铁道部又通过了《铁路“十一五”规划》，明确了铁路发展的主要目标和重点任务。《铁路“十一五”规划》提出:“十一五”期间，中国铁路发展的主要目标是:建设新线1.7万公里，其中客运专线7000公里;建设既有线复线8ooc)公里;既有线电气化改造1.5万公里;到2010年，全国铁路营业里程达到9万公里以上，复线、电气化率均达到45%以上，快速客运网总规模达到2万公里以上，煤炭通道总能力达到18亿吨，西部路网总规模达到3.5万公里，形成覆盖全国的集装箱运输系统。该《规划》还确定了铁路发展的六项重点任务，其中一项是加强人才队伍建设，实施“人才强路”战略，以经营管理人才、专业技术人才、技能人才三支队伍建设为重点。
公路建设2004年底，国务院通过了《国家高速公路网规划》，该规划确定未来2030年内，高速公路网将连接起所有省会级城市、计划单列市、83%具有50万以上城镇人口的大城市和74%具有20万以上城镇人口的中等城市，总规模约8.5万公里。目前已建成2.9万公里，在建1.6万公里，待建4万公里，分别占总里程的34% ， 19%和47%。待建里程中，东部地区为0.8万公里，中部地区为1.1万公里，西部地区为2.1万公里，建设任务主要集中在中西部地区，特别是西部地区的建设任务相当繁重。建成这个系统大约需要30年。交通部印发的《公路水路交通“十一五”发展规划》确定的目标是:2010年，全国公路总里程将达到230万公里，其中高速公路6.5万公里，二级以上公路45万公里，县乡公路180万公里。具备通达条件的乡镇和建制村100%通公路，95%的乡镇、80%的建制村通沥青(水泥)路。
海外工程日益增多目前，我国承揽的非洲、南亚、东南亚等国的铁路、公路工程也日益增多，许多单位专门成立了海外公司，其中以中铁海外工程公司为最大，应该说这些单位的用人需求是比较大的。
城市建设方兴未艾目前，我国城市建设的速度不断加快。现在国内许多城市的道路建设都在向着构建城市快速干道、规划“XX城市X小时都市交通圈”的方向发展，目前在建或规划建设地铁的城市多达数十个，一般具有建设周期长、施工难度大、造价高等特点，这些都是潜在的就业市场。
当前就业市场分析
就业潜力较大近期笔者走访了中铁、中铁建、中建、中交系统等部分单位。根据用人单位的介绍，目前整体来说缺乏人才，现场施工技术人员，包括测量、绘图、实验、公路检测、高速铁路、地铁施工等方面的技术人员相当缺乏，尤其缺乏具有较高综合素质的人才。
新的就业市场逐渐开放目前，铁路工程、公路工程、房建工程相互渗透、相互交叉，市场全部开放，凡是有资质的企业都可以承揽相应的工程，中铁系统、中交系统、中建系统、中国水利水电系统以及地方建筑企业不断进人铁路、公路、房建等各个领域的建设，所占市场份额也不断扩大。例如，中建八局承揽了吉林省全部高速铁路的建设工程，上海四建在上海地铁项目中也占有一定比例等。这些都是潜在着的新就业市场。各单位招聘人才的数额也逐渐增加，例如中铁、中建系统所属的工程局每年计划招聘人数都在1000人左右，其中工程技术人员所占比例达80%左右的比例。
民营、私营、三资企业力量逐渐扩大目前我国的民营、私营、屯资企业数量逐渐增多，这些新兴企业面临的最大问题就是缺乏人才，尤其是具有一定经验的技术人员。因此，他们一直不断地从一些国有单位“挖人”，这一事实从国有施工企业人才流失现象中不难看出。
用人单位的用人政策日趋务实据用人单位介绍，从现场需要看，专科生、高职生比较容易适应现场，而且务实、留得住，有利于施工队伍的稳定。用人单位没有盲目地将人才层次定得很高，用人单位的用人观正在逐渐发生变化，变得更加切合实际。
高职院校就业对策
(一)调整教学计划，努力适应市场需求
教学计划的制定原则应该是宽基础、强技能。同时根据市场的实际需求，不断修改土木工程类专业的教学计划，使其培养的学生“型号”更加适应市场需要。例如，现在有些土木类高职院校的教学计划取消了计算机语言类课程，增加了在实际工作中具有很强实用性的计算机实际操作的有关内容，如办公软件以及同工程施工有关的计算软件等教学内容。
调整专业设置，可以按照工程大类设置专业，分方向制定教学计划。例如，道桥专业可以设置道桥方向、公路隧道方向、公路与城市道路方向、基础(路基路面)工程方向、道桥测量技术、道桥维修与养护技术等;铁道工程专业可以分为铁道维修与养护、城市轻轨与地下铁道、高速铁路、基础工程等方向，建筑工程可以分为给排水方向、装饰工程、结构工程等。
(二)加强就业指导，转变学生的就业观念
教育学生理性确定就业期望值2006年，北京高校毕业生就业指导中心公布了《2006年北京高校毕业生就业薪酬调查报告》，报告显示，北京高校2006届毕业生的平均起点工资为2262.31元，其中，近三分之二毕业生的起点工资在2000元以下，近四分之一毕业生的起点工资在1000元以下。结合近几年就业市场分析，可看出用人单位的用人政策在不断调整，有些用人单位不断提高毕业生的学历要求。例如，前两年本科生就可以轻松进人的单位，现在即使研究生毕业也很难进人了;相应地，各单位对本科生、高职生的要求也不断提高，以前部分单位曾经给予研究生、本科生的就业优惠政策，现在要么降低，要么取消，而与此对应的是，本科以上学历的毕业生供大于求。面临以上情况，各院校必须教育学生降低就业期望值，找准自己的位置，适应就业现实。
教育学生树立正确的就业观目前对毕业生最有吸引力的还是国有企业，尤其是由原来行业主管划转到地方管理的学校的学生，他们的传统和固有观念是本校原系统的各单位都是靠得住、效益好的，而对其他国有企业不感兴趣，对民营和私企更是不屑一顾。学生产生这种想法的原因，一是学生不了解就业市场，二是许多学校多年来的就业惯性所致。各高职院校都有各自传统的、固定的“客户”，而对一些新的领域不认可。因此要帮助学生了解市场行情，教育他们树立新的就业观。事实上.现在民营、私企不仅工资待遇不低，而且同样有保障机制，例如有些单位明确提出代缴三金、保险等费用，与国有企业并无多少差别，相反，有些国有企业却因地域限制不能解决户口等问题，限制了用人需求。
加强学生综合素质的培养目前各单位都建立了淘汰机制，对新招聘的毕业生先行试用一年。因此必须加强学生综合能力的培养，提高他们吃苦耐劳、适应现场的能力以及学习能力，这样才能稳得住，干得好，才能够打好基础。
加强和用人单位的联系目前，凡国内的工科院校，几乎都有土木工程、道桥、测量等专业的毕业生。企业在选择哪所学校毕业生的问题上具有很大的自主性，这就要求各高职院校一方面加强与用人单位的联系，建立长期的合作关系，一方面要树立品牌，取得用人单位的长期认可。
面向中西部就业从国家建设的重点来看，基建工程的重点在西部。根据2006年大学生的几次“双选会”实际情况来看，西部企业在大量地引进人才，尤其是西北地区的一些用人单位对毕业生的学历要求并不高，例如新疆的部分单位基本定位在专科以上层次，还有部分国有改制企业定位也比较准确，都在制定相应的人才政策。应该说，中西部的就业市场广大，因此要教育学生认清自我、认清形势，不要盲目地追求到沿海或东部比较发达地区就业。
关键词：地铁车辆段；物业开发；建筑防火
中图分类号：U231文献标识码： A
引言
我国当前经济发展的过程必然要面临着城市化的问题，而城市轨道交通建设是促进城市化发展的关键，它可以促进人口流动，提高资源的流通性，因此在各个大中城市都可以看到地铁建设正在高速蔓延。作为城市的动脉，地铁将城市之间的时空大大缩小，使得城市格局发生重大改变，许多居住区会因此而受到影响。在地铁沿线，特别是地铁车辆段上盖开发居住区，已成为一个市场价值较高和发展形势较好的标杆。由于地铁车辆段的占用空间较大，城市土地使用紧张的情况如何促进上盖物业的防火设计成为一个科学的命题，
1、上盖物业开发的防火设计难点
1.1、上盖物业开发的防火设计依据
地铁车辆段上盖物业开发是将地铁车辆段及综合基地、汽车库、住宅、商业叠加建造，并且以盖上平台作为安全区设置消防车道用于上盖物业建筑灭火救援。现行国家规范及标准对此类工业与民用组合建筑和把盖上平台作为安全区的防火设计尚无明确规定，无规范可遵循。在某市的“雪浪项目”设计中，一是借鉴了国内外相关规范，如香港、英国的建筑防火规范；二是结合国内类似工程的设计经验，如深圳前海地铁上盖和杭州地铁七堡车辆基地、苏州太平车辆段上盖等项目；三是运用消防性能化设计方法提供消防安全策略。
1.2、上盖物业建筑高度的界定
根据结构形式的不同，上盖物业归纳为:转换层结构体系和结构落地体系2类。上盖物业的分界是车辆段结构转换层顶板或建筑顶部盖板。此分界线上方也可设置物业汽车库等，汽车库顶板上方为盖上平台开敞空间。上盖物业建筑高度如何界定是防火设计的难点。如:“雪浪项目”北区标高7．5m，南区标高8．5m为上盖物业分界线。北区标高7．5m平台为开敞的室外空间；南区标高8．5m以上为上盖物业汽车库，汽车库顶板标高13．5m平台为开敞的室外空间。北区以标高7．5m、南区以标高13．5m为上盖物业建筑的0m标高，按GB50016―2006《建筑设计防火规范》和GB50045―2005《高层民用建筑设计防火规范》的相关规定进行防火设计。
2、地铁车辆段上盖物业开发之中的防火设计
以某城市轨道交通2号线太平车辆段上盖其综合开发之中包括的主要内容有:平台下车辆段、上盖平台以及平台上住宅及配套设施。与此同时车辆段房屋的总建筑面积为90346m2，其通常处于一层平台之下，主要包括的内容有联合车库、停车列检库、工程车库、车辆段综合楼、变电所、物资库一、物资库二、洗车镟轮库、污水处理间、动调试验间、机电车间以及受电弓轮对检测间等等12个单体，，除综合楼为地下一层，地上十四层外，其它均是一层(部分附属二层)；上盖平台两层总面积35．36万m2，而其一层平台结构的标高为8．7m。
2.1、车辆段消防设计
2.1.1、可以在消防通道一层平台盖之下车辆段内设消防车道，消防车道有三个与外界道路相通的出入口，停车列检库、联合车库设置环行消防车道，停车列检库内两列位间设置消防车道。车辆段综合楼位于上盖平台中央位置，在平台上有十二层，平台下有三层。
2.1.2、建筑耐火等级提高
平台下车辆段建筑耐火性，平台下车辆段建筑耐火等级均按一级考虑。
2.1.3、建筑火灾危险性类别
平台盖下车辆段有12个单体建筑，车辆段综合楼为民用建筑，属于一类高层建筑，其他单体均为工业建筑，依据《地铁设计防火规范》(报批稿)第4．6．1条，各单体火灾危险性类别为:联合车库为丁类厂房、停车列检库为戊类厂房、工程车库为丙类厂房、变电所为丙类厂房、物资库一为丁类仓库、物资库二为丙类仓库、洗车镟轮库为丁类厂房、污水处理间为戊类厂房、动调试验间为丁类厂房、机电车间为丁类厂房、受电弓轮对检测间为丁类厂房。
2.1.3、防火分区平台
而下车辆段主要为丙类变电所、丙类工程车库、丙类物资库二、丁类物资库一和车辆段综合楼采取独立安全防火分隔措施后，车辆段之内的其他部分火灾危险性主要为丁、戊类，不再进行划分防火分区。车辆段综合楼平台之下依照地下建筑进行考虑，应该设置自动喷淋系统，平台之下汽车库依照低于4000m2划分防火分区，平台之下的部分依照低于1000m2划分防火分区，平台之上的车辆段综合楼则依照2000m2划分防火分区。
2.2、消防道路设计
车辆段15m平台的区域需要设置可以满足大型消防车双向通行的消防车环道,同时同市政出入口相接；0m标高小区之内其道路应该有2个出入口；而居住区之内其主要道路则有2个方向同道路之间相连；机动车道对于外出入口间距应该高于150m。沿街建筑物长度高于150m之时,应该设置4m×4m的消防车通道以及穿过高层建筑的消防车道,并且其净空高度应该高于5m。而一旦建筑物长度高于80m之时,其在底层之上应该设置人行通道。与此同时在上15m物业平台的坡度则应该低于10%。消防登高面消防车道的宽度应该高于6m、坡度小于2%；消防登高面内边距建筑主体距离依照相关标准而进行规定设置。而地面道路之中最小的转弯半径应该满足12m消防车通行的相关要求,与此同时在和道路相接驳之处的转弯半径则是9到12m之间。
2.3、应该用相关防火设计的原则
在该工程之中，其上盖物业是民用建筑,下部是工业建筑。当前我国没有对车辆段上盖物业依照防火规范而进行,主要是借鉴成熟地区的已建有关地铁车辆段上盖物业的成功经验,于此同时和车辆段工程具体彼此结合,其在车辆段之内把9m标高处上盖平台及厂架修库上盖的板、梁、柱、基础都是用非燃烧体材料,同时促使其达到4h的耐火极限；厂区之中和上盖物业水平相邻处使用防火墙进行分隔,而当前耐火极限达到4h之时,则就可以被作为区同上部物业的竖向以及水平防火分隔。上部物业之中沟、槽、管线其在车辆段物业平台顶板以及夹层(汽车库)之中解决,不能通厂区出现接口关系。车辆段上盖体则应该依照《防火规范》的民用建筑部分及《高层民用建筑设计防火规范》[GB50045―95(2005年版)]的规定执行。盖体之下则会有停车列检组合车库、厂架修库等等丁戊类厂房以及轨道行咽喉区而组成,于此同时其消防设计则应该依照《防火规范》之中而执行。
3、结语
城轨车辆段上盖物业由于其超大的建筑体量及物业形式的多样性,并非简单的几段文字所能面面俱到,同时也没有一成不变的设计模式,只有在实践中不断摸索,吸取新技术、新方法、新工艺来完善此类建筑的给水及消防工程设计。
参考文献
[1]郭海柱,杨骏.深圳地铁前海车辆段上盖物业工程管理[J].现代城市轨道交通,2012,05:50-52.
[2]刘桂江,王栋.苏州太平车辆段上盖开发消防设计[J].铁道工程学报,2012,11:67-72.
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