时间:2023-04-21 18:22:09
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1物价上涨
编制可行性研究估算时,参考同期在建的其他轨道交通线路的各项指标确定投资额,编制初步设计概算时,根据确定的编制期的人工、材料、设备价格及相应取费标准通过计算确定投资额。2个设计阶段本身存在时间差,在物价水平上存在着一定的差距。这种差距引起费用上的差别在编制估算时是体现不出来的。目前,编制估算的主要依据是建设部印发的《市政工程投资估算编制办法》(建标[2007]164号),编制概算的主要依据是建设部印发的《城市轨道交通工程概预算编制办法》(建标[2006]279号)。根据2个编制办法的规定,预备费均包括基本预备费和价差预备费2项费用,其中价差预备费是指项目建设期间由于价格可能发生上涨而预留的费用。估算中的价差预备费的具体含义为估算编制期年度到项目建设竣工的整个期限内,由于物价上涨引起的投资变化需要预留的费用;概算中的价差预备费为概算编制期年度到项目建设竣工的整个期限内,由于物价上涨引起的投资变化需要预留的费用。通过以上分析可以看出,可行性研究估算和初步设计概算2个阶段期间的物价上涨引起的费用应该包含在估算的价差预备费中。根据《国家计委关于加强对基本建设大中型项目概算中“价差预备费”管理有关问题的通知》(计投资[1999]1340号)规定,自本通知之日起,编制和核定基本建设大中型项目初步设计概算时,投资价格指数按零计算。今后,我委将根据物价变动形势,适时调整和投资价格指数。截止目前,国家有关部门仍未价格上涨指数。所以,目前编制城市轨道交通工程可行性研究估算和初步设计概算时,价差预备费均按零计。1999年国家计委的价差预备费上涨指数为零的背景是基于“物价趋于平稳,实际投资价格指数逐年下降”的趋势。而近几年来,物价上涨严重,由此引起的投资变化明显增加。所以,启动价差预备费的计算是当前适应市场行情、合理确定工程投资应采取的必要措施。另外,在未计列价差预备费的情况下,编制估算时应适当考虑物价上涨因素,合理确定各项指标。
2设计方案变化或深化
初步设计较可行性研究阶段方案变化或深化的内容,主要是车站建筑面积增加、施工方法发生变化、轨道减振段数量调整、车辆段房屋面积增加、新增一些系统和设备等。设计方案变化的主要原因是规划的调整、工程周边环境变化及为提高设计标准、服务水平增加新的系统。设计方案深化造成投资变化主要体现在主变电站、运营控制中心及车辆段基地等方面。可行性研究阶段没有具体设计方案,粗略地估算投资;初步设计阶段主变电站进行专项设计,根据工程数量编制概算,由此产生投资变化;运营控制中心和车辆段基地由于涉及到资源共享问题,在前期规划中如果没有完整的设计方案,后续设计阶段发生方案变化也容易引起投资变化。如天津地铁2号线李明庄车辆段,初步设计文件经审查后,方案发生重大变化,由原承担地铁2、3号线(厂)架修任务调整为承担地铁2、3、5、8号线4条线路配属车辆的(厂)架修任务,方案调整后概算比原批复概算增加了近2.4亿元。
3前期费用增加
前期费用增加是造成目前各工程项目概算超估算的一个普遍原因,有客观原因,也有主观原因。主观原因是可行性研究报告上报时为了保证顺利批复,人为压低投资。客观原因,一是征地拆迁单价和数量在2个设计阶段发生了变化;二是管线迁改费用在可行性研究时难以准确确定工程数量,特别是涉及到110kV或220kV高压线路时,没有制定具体迁改方案,到初步设计阶段明确迁改方案后,费用差别较大。如北京地铁大兴线遇到的高压线路升塔改造费用,可行性研究估算2.3亿元,初步设计阶段委托电力部门完成设计后,概算额为4.5亿元,增加2.2亿元。
控制造价可采取的措施
有效控制城市轨道交通工程造价需做好2个方面的工作,一是提高可行性研究阶段投资估算的编制质量,二是深化初步设计阶段的概算编制。
1提高可行性研究阶段投资估算的编制质量
1)做好城市轨道交通线网规划
城市轨道交通工程建设,必须结合城市总体规划,对城市轨道交通线网做好近、远期规划。在规划线网的基础上,对批准立项建设的具体轨道交通线路走向、车站分布等进行勘察设计,避免在没有线网规划的情况下,匆忙开展新线建设。
2)采用适宜的建设和技术标准,控制工程建设规模
(1)做好客流预测是开展轨道交通工程设计的基础,设计中通常采用“四阶段法”进行客流预测。该预测方法虽然理论上较为成熟,但针对具体项目预测的客流量,还应结合轨道交通线网规划建设情况进行合理修正,使预测的客流量基本接近实际,便于确定宜采用的建设和技术标准,在满足近、远期发展要求的条件下,合理确定建设规模,有效控制工程投资。(2)根据线网规划,针对具体项目线路走向、宜采用的技术标准、环境和地质条件确定线路敷设方式,车站结构形式和规模,做到性价比最优。
3)统筹车辆段布置,注重主变电站和运营控制中心资源共享
根据轨道交通线路运营要求,大于20km的线路需要设置车辆段和停车场,但如果每条线路都设置1处车辆段和停车场,明显造成浪费。所以,要根据线网规划,综合考虑车辆段和停车场的设置位置和规模、检修设备的配备,达到资源共享。如上海市地铁线路,根据线网规划和资源共享的原则,13条地铁线路仅设6座车辆段和相关停车场(已建4座)。
4)深化影响投资比重较大的工作内容深度
电力外线、主变电站、管线迁改、人防设施等,在可行性研究阶段应经过现场勘察确定主要方案,避免到初步设计阶段方案发生重大变化,出现投资失控现象。
5)合理编制工程投资估算。
可行性研究投资估算是初步设计阶段概算控制的目标。因此,应深化可行性研究阶段工作深度,经过现场勘察、比选,提出可采用的几种设计方案,通过方案论证和优化确定最优方案。据此编制投资估算,力求准确,并要考虑后续阶段影响投资变化的各种主要因素。
2深化初步设计阶段概算编制
1)提高可研批复方案的执行力
依据线网规划完成的可行性研究方案批复后,初步设计阶段不得随意改变,特别是建设和技术标准、工程规模、线路敷设方式、车辆编组、设备选型等。随着形势和环境条件的变化,有些方案确需改变的,应通过方案论证后报原审批部门批准。
2)注重前期工程投资控制
前期工程主要包括征地拆迁、管线改移、道路恢复等,其费用是初步设计阶段概算控制的重点和难点。建议业主(建设单位)委托有经验的设计单位进行专项设计,在进一步深化设计方案的基础上,确保前期工程的可实施性,避免投资失控。
3)推行标准化设计
城市轨道交通工程建设经过十几年的发展,已逐步形成轨道交通设计标准体系,完善了工程建设规程规范和设计标准图。所以,推行标准化设计可以缩短设计周期,加快工程建设进度。同时也可降低相关费用。
4)按专业分劈投资,开展限额设计
2降水参数计算
根据兰州轨道交通1号线一期工程试验段迎门滩站降水施工经验及降水效果,结合勘察单位提供的奥体中心站水文地质报告,对奥体中心站基坑降水进行了设计。
2.1试验段迎门滩站降水兰州轨道交通1号线一期工程试验段世迎门滩站在基坑东部开挖前25d启动降水设备,降水井间距8.0m,降水井深度27.5m,成井直径550mm~600mm,井管直径325mm,降水井内安置26m扬程,3kW潜水泵进行抽水,水泵下置深度为-23.0m,降水初期井内水位下降较快,静水位在-13.0m,抽水当天水位下降至-16.0m,降水3d后水位降至-17.0m~-18.0m,降水周期达到20d时,地下水位下降至19.5m~20.0m,后续水位基本保持在20.0m,无下降趋势,后因基坑开挖深度加深,局部降水井将井内潜水泵下调至-25.0m,水位陆续下降至21.5m~22.0m,据此判断该水位能满足奥体中心站基坑基础的施工要求。
2.2奥体中心站地下水情况本工程地下水位埋深2.76m~5.32m,含水层为卵石层,含水层厚度大于200.0m。为了确保基坑施工中,水位低于基坑底1.0m以下,水位降深在端头井约为17m,标准段约为15.8m。采用基坑外管井井点降水措施完成该工程降水任务。根据前期施工自打井情况,该场地地下静止水位约-12.5m。
2.3降水设计计算参数依据场地工程地质和水文地质条件,选定以下参数作为计算依据:1)地下水为阶地孔隙潜水,引用含水层厚度H0=25.0m;2)基坑为条状,长L''''=216.95m,宽B=21.8m;3)水位降深S=16.3m;4)含水层渗透系数K=58m/d。
2.4降水井设计计算1)降水井深度计算。降水井深度(HW)按下式计算:HW=HW1+HW2+HW3+HW4+HW5+HW6。场地地面有一定起伏,基坑开挖深度由西至东逐渐加深,基坑深度为19.8m~22.8m。每节井管长度为2.5m,故降水井深度根据场地高程及井管长度计算综合确定为2个深度:30m,35.0m。其中,HW为降水井深度,m;HW1为基坑深度,m,取19.8m,22.8m;HW2为降水水位距基坑底的距离,m,取1m;HW3为iR0,i为水力坡度,在降水井分布范围内宜为1/10~1/15,R0为降水井分布范围内等效半径或者降水井间排距的1/2,取0.5m;HW4为降水期间的地下水位变幅,m,取1m;HW5为降水过滤器工作长度,m,取7.5m(含HW4);HW6为沉砂管长度,m,取1m。2)基坑涌水量(Q)。条状基坑潜水含水层流向基坑的涌水量按下列公式计算:Q=KL''''(2H0-S)SR+1.366K(2H0-S)SlgR-lgB()2=21162.7m3/d。其中,R为降水影响半径,R=2S√KH0=1241.4m;K为渗透系数,取58m/d;L''''为基坑长度,取216.95m;B为基坑宽度,取21.8m;S为设计水位降深,取S=16.3m。3)单井最大涌水量(q)。q=120πrsL3。其中,q为单井出水量,m3/d;rs为过滤器半径,m,本工程取0.3m;L为过滤器进水部分长度,本工程取6m。根据计算单井出水量取值为540m3。4)井点数(n)。n=1.1Q/q≈40(眼)。本工程基坑降水井共设置40口,降水井间距在标准段位15m,端头井为10m~11m。
2.5降水井布置1)降水井井位布置。针对奥体中心站距黄河近、施工时处于夏季及兰州地区水泵种类等因素综合考虑,降水井共设置40眼,距主体结构围护桩外缘布设,降水井中心距围护桩外缘3m,井深为30m,35m,车站标准段降水井井深30m,端头井降水井井深35m,降水井间距约为10.0m~11.0m。2)降水井结构。降水井直径设置为0.8m,井深30m,35m,井管直径0.32m,单根井管长2.5m,井管由井底部向上设置高度12.5m为滤水管,其余为隔水管。基坑周边设置排水明沟。统一排放至市政污水管道内。
3降水施工控制
3.1工艺流程测放井位埋设护筒钻机就位钻进成孔清孔换浆下井管埋填滤料洗井试抽。
3.2降水运行管理降水井在基坑开挖前20d进行降水,抽水设备的抽水能力和单井的涌水量相匹配,现场实行24h值班制;抽水连续,值班人员及时做好各项记录。1)降水运行保障措施。a.用电保障。施工现场安装两路工业用电,降水运行中保证一路工业用电停电后另一路工业用电能及时使用,保证停电10min内能将确保降水井正常运转。避免影响降水效果甚至危害基坑安全。b.排水设施。排水设施满足工程降水最大出水量的需求,排水顺畅;缩短降水井与排水设施间距离,减少降水井排水沿程水头损失,降低抽水设备扬程消耗。2)降水运行管理。a.降水井合理布设排水管道,接入施工现场排水设施;b.降水供电系统,配备独立的电源线;c.所有抽水井在供电电箱插座、抽水泵电缆插头及排水管上做好对应的标示;d.降水工人熟悉水泵开启、电路切换,确保降水连续进行,避免因供电原因造成井底突水;e.降水前各降水井均测量其井口标高、静止水位;f.正式降水前必须进行试运行,对于无法满足降水要求的部分进行整改;g.降水井成井一口投入降水运行一口,在基坑正式开挖前20d抽水,及时疏干基坑开挖范围内土体并降低其水位在当前开挖面以下1m;h.做好抽水井流量及观测水位观测数据记录。
4施工监测
4.1信息化施工对降水井水位的动态变化及出水含砂量进行监测,作好记录分析。及时了解和掌握整个场地动态变化,发现异常,及时响应,解决问题,确保施工顺利进行以及基坑的安全稳定。
4.2监测项目1)排水含砂量监测;2)地下水位监测。
5结语
破坏的风险,降低支护结构难度。同时地表沉降、地下水大量流失等也带来了环境影响。施工中要加强监测,有应急处理措施。
1)降水施工如满足不了基础作业要求的处理:局部增设降水井或设集水井明排。
2)基坑降水过程中可能会引起周边建(构)筑物附加沉降的处理:监测,科学处理。
2验证性应用
国家轻轨试验线新建于中国铁道科学研究院国家轨道试验中心,正线与既有大环试验线并行,线上有高架桥、隧道、小半径曲线等各种形式的试验段。高架桥为单线桥,位于城轨试验线的西侧,设计里程为K7+573.351—K8+359.534,线路纵坡25‰~28‰,总长约786m,均为简支结构,共计54片29跨,其中30m的T梁32片、25m的T梁18片、25m的U形梁4片。原设计梁间接缝使用C80,C100型耐腐合金止水带伸缩缝,共计140.40m。为验证TTXF弹性体伸缩缝在城市轨道交通高架桥上的适用性,选定在U形梁和T形梁上使用弹性体伸缩缝替代原设计,梁间接缝分为U-U梁接缝、U-T梁接缝两种。弹性体伸缩缝安装施工环境温度为15℃。根据原设计,试验线上两种梁型梁端均设有现浇挡水台,因此将弹性体伸缩缝浇注于两挡水台之间,同时可根据需要在现浇挡水台时预留槽口,以方便弹性体伸缩缝的安装。主要施工步骤有混凝土基面处理、衬垫定位及安装、底涂料涂刷、弹性体浇注、面涂料喷涂、挡水凸台二次浇注以及过程中的覆盖养护,详述如下。
1)由于现场预留槽口尺寸较小导致表面混凝土出现蜂窝麻面,选择使用手持式混凝土打磨设备进行混凝土基面处理,将薄弱、疏松或破碎的表面混凝土清除,并清理表面的浮土、浮锈、脱模剂、油污等污物。
2)试验线上为分块式轨道结构,选择实心PP棒材(直径不小于20cm),作为弹性体伸缩缝的底衬材料,安装时要求成形面平顺、无接头。安装完成后,检查衬垫的定位尺寸,预留空腔尺寸不得小于设计要求。
3)底涂料为本弹性体材料专用的界面处理剂,涂刷面应均匀、不露底面、不堆积,并至少大于粘接面外轮廓,涂刷完成后覆盖养护。
4)TTXF型弹性密封材料,由A,B组分在现场浇注机内恒温混合而成。混合完成后,可选择人工或机械方式进行浇注,浇注过程中避免带入空气,随时注意除泡,配制好的液态密封材料应在30min用完,随用随配,保证浇注过程的连续性。浇注完成后覆盖养护,确保密封材料外观的清洁、干燥。
5)浇注完成12h以内,且胶面不黏手时,进行面涂料喷涂,喷涂完成后继续覆盖养护至材料实干,养护中避免水份、灰尘、杂质落入,并防止机械损伤。
6)为保证桥面积水不在伸缩缝两端漫流至桥下,可在弹性体实干后进行挡水凸台的二次浇注,凸台高于伸缩缝表面2cm。
(1)搜集拟建建筑和既有隧道竣工资料。
(2)分析风险源。拟建建筑基坑开挖引起隧道变形与内力变化和建筑修建产生的地面超载对已建成的隧道产生变形与内力变化为主要风险源。
(3)有限元计算。基于二维地层-结构模型,运用有限元计算软件进行数值计算,预测该隧道工程在拟建工程施工过程和运营期所发生的变形和内力。
(4)隧道安全性评估。根据计算结果,结合隧道工程的变形限值条件以及安全系数,评价隧道结构的安全性。
计算采用ANSYS11.0有限元通用软件进行分析,岩土体的弹性屈服准则为Drucker-Prager准则。岩土体的计算参数根据地勘报告中的数据进行取值,经换算、折减后有限元模型采用的计算材料参数如表1所示。隧道衬砌结构采用BEAM3单元模拟,计算范围内围岩和土体以及建筑采用PLANE42单元模拟。
计算模型的底面固结,侧面约束侧向X方向的自由度,地表为自由面,如图3。整个计算采用6种工况对施工过程进行模拟,如表2所示。拟建建筑实施过程中和实施后引起的隧道衬砌竖向最大位移增量约为-0.172mm,产生部位在左线隧道拱顶;最大横向位移增量约为-0.465mm,产生部位在靠拟建建筑侧右线隧道边墙,均满足变形限值条件。
拟建建筑实施过程中和实施后引起的围岩位移影响较小,由图6、图7可知:基坑工程可能影响区为2.0~3.0倍基坑开挖深度范围。项目实施对轨道交通隧道结构受力影响较小。根据拟建建筑修筑在不同工况下对隧道结构产生的弯矩值和轴力值(图8~图9),可以发现隧道关键截面属于小偏心破坏模式,隧道和明洞衬砌按破损阶段检验构件截面强度时,根据结构所受的不同荷载组合,在计算中应分别选用不同安全系数并不应小于警戒值。计算出不同工况下,隧道衬砌各部位的安全系数,如表4所示。隧道衬砌各部位在关键工况下安全系数均大于2,故原衬砌结构截面及配筋满足承载能力与正常使用的要求。其中,最不利截面为拱脚,安全系数呈递减趋势,符合工程实际情况。
2影响事故因素
城市轨道交通客运安全有二层含义:①乘客运送过程中,乘客的人身、财产安全;②企业内部管理方面的人、财、物、设备、环境等要素的安全。前者是安全运送乘客的前提,后者则为乘客出行提供一个安全、创造的乘车环境,二者缺一不可。
3事故预防
3.1预防原理
安全生产管理工作首先应做到预防为主,通过有效的管理和技术措施,降低和防止人和物体的不安全性,这就是预防的原理。
3.2运用预防原理
3.2.1偶然损失
事故后果及严重程度,都是不可预见性的、难以预防的。即便是重复发生的同类事故,也不一定就会发生完全相同的后果,这就是事故损失的偶然性。偶然性损失告诫大家,无论事故造成损失的大小,都必须要做好准备工作。
3.2.2事故调查处理原则
(1)实事求是、尊重科学的原则实事求是:是唯物辩证法的基本要求。尊重科学:是事故调查工作的工作准则。(2)“四不放过”的原则事故原因没有查清不放过;事故责任人没有受到处理不放过;群众没有受到教育不放过;防范措施没有落实不放过,简称为“四不放过”原则,可以起到“举一反三”的防范效果。(3)公正、公开的原则公正,就是实事求是,以事实为依据,以法律为准绳,既不准包庇事故责任人,也不得借机对事故责任人打击报复,更不得冤枉无辜;公开,就是对事故调查处理的结果要在一定范围内公开。
3.3事故责任分析
事故责任分析,分析的是造成事故原因的责任,明确事故责任者。事故责任者是指对事故发生负责任的人。其中包括直接责任人、主要责任人和领导责任人。其行为与事故发生有直接关系的,为直接责任人。造成不安全效果的人和有不安全行为的人都可能是直接责任人。对事故发生负有领导责任的,为领导责任人。一般从间接原因确定领导责任。在直接责任者和领导责任者中,对事故发生起主要作用的,为主要责任人。
4事故处置
4.1客伤受理
(1)值班站长应做好先期处理、适时安抚并做好事发现场的调查取证工作。(2)值班站长告知乘客可先去医院就诊,在治疗结束后到车站进行协商解决。(3)如乘客伤势较重或提出陪同去医院治疗时,值班站长应安排工作人员陪同。(4)如乘客提出要求车站垫付医疗费时,值班站长应报请区域站长同意,先行垫付,但必须留下医药费凭证。(5)如乘客无人陪同,车站应设法联系其家属,待家属到达后予以移交。
4.2客伤处理
(1)客伤处理时,值班站长如与乘客协商无异议的,且费用在一定金额内可与乘客办理有关手续予以解决。(2)客伤处理时,值班站长如与乘客协商有异议的,且乘客提出无凭据费用的,值班站长应向上级管理部门汇报请求协助处理。(3)对超出车站处理范围或不能与乘客协商解决的客伤事件,应向线路管理部门运营安全部汇报后将相关材料移交线路管理部门运营安全部处理。(4)值班站长在客伤事件处理完毕时,须办理以下手续:与乘客签定事故处理协议书、领款书并留下乘客原始缴费凭证、病历、出院小结和乘客身份证复印件后,填写好客伤处理单连同车站及乘客事情经过一并上交上级分管部门。(5)在双方协议不成的情况下,经由人民法院介入处理为客伤处理的最终手段。
4.3注意事项
(1)车站在发生各类客伤事件时,值班站长应报线路管理部门生产调度,如乘客伤势较重的,车站应及时拨打“120”急救中心电话。(2)值班站长除及时处理好发生在本站的客伤事件外,还应认真负责地接待城市轨道交通运营管理范围内或其他车站发生的客伤事宜,除乘客自己提出,车站不得推脱处理。(3)如乘客委托他人处理客伤事宜的,值班站长应在签定事故处理协议书前要求被委托人提供委托人(伤者)及被委托人亲笔签名的《委托书》及委托人及被委托人的身份证复印件。(4)车站应做好客伤事件的取证工作,人证至少要二名以上可追溯的非运营方证人。
1.1客流特征
根调查,年轻人与中年人在地铁乘客中占很大比例。18岁到4岁之间的乘客占到地铁乘客的65%,40岁到65岁的乘客占29%。由于性别、年龄、运动能力的差异,疏散人员对紧急情况有不同的响应时间和疏散速度。
1.2疏散设施
地铁车站主要由平台层、站厅层、走廊连接平台与车站大厅组成。关键疏散设施主要指楼梯、通道、自动扶梯以及可以用于紧急疏散的出口,这些设施的设计如果不合理,将会成为疏散的瓶颈。对轨道交通车站紧急疏散造成影响的关键疏散设施分析如下。
1.2.1疏散通道
疏散通道包括通道、楼梯和自动扶梯。在紧急情况下,大量乘客涌入疏散通道,将会造成拥堵和队列。因此通道的处理客流能力将决定地铁车站的疏散能力。疏散通道的宽度和数量必须满足紧急疏散的需求,一方面,疏散通道的疏散能力是由通道的物理属性决定的,如宽度、长度;另一方面,它也受到恐慌程度、平均疏散速度和疏散密度的影响。
1.2.2转门
在正常操作情况下,自动查票十字转门可以提高地铁车站对客流进行处理的能力。然而,由于旋转栅门的数量和宽度的限制,在紧急疏散过程中其通过的客流大大降低,很容易形成队列拥堵。因此旋转门很可能成为疏散瓶颈。
1.2.3出口地铁站的应急疏散能力
由疏散出口的数量和宽度决定。出口指示灯应该明显地设置在地铁的疏散路径上,从而避免疏散时出现人员拥堵状况。此外,城市轨道交通的应急疏散能力还受到疏散设施以及疏散路径的匹配程度等因素的影响。
2地铁站的应急疏散模型
地铁站的紧急疏散能力被定义为规定时间内疏散瓶颈部分通过的最大客流,下面对疏散通道、楼梯、旋转门、出口三方面进行应急疏散模型讨论。
2.1通道的疏散能力
通道疏散能力的定义是在给定时间内能通过的最大客流,其受通道的物理特性和紧急情况下客流特征影响。为了简化计算,通道的疏散能力的计算公式中只给出通道的宽度、疏散速度和人流密度。Clp=vk(Blp-blp)(1)公式(1)中,Clp为通道的疏散能力,人/秒;v为紧急情况下行人的疏散速度,m/s;k为紧急情况下通道的行人密度,p/m2;Blp为疏散通道的总宽度,m;blp为疏散通道中墙与障碍物的宽度,m。
2.2旋转门的疏散能力
地铁站厅被转门分为等候区和非等候区两个部分。正常情况下,行人在刷卡之后才能通过转门,但在紧急情况下乘客在没有刷卡的情况下也可以进入。转门的疏散能力计算公式如下。Cts=50%nF(2)公式(2)中,Cts为转门的疏散能力,人/秒;N为旋转门的数量;F-每秒通过旋转门行人的数量,人/秒。根据现有的研究,在正常情况下行人通过转门的比率为0.58人/秒。但在紧急情况下,由于进出不需要刷卡,这一数据为1.38人/秒。
2.3出口的疏散能力地
铁站的出口紧急疏散能力被定义为规定时间内疏散瓶颈部分通过的最大客流,本文根据出口宽度、疏散速度、客流密度来建立出口的疏散模型。Cex=vk(Bex-bex)(3)公式(3)中,Cex为出口的疏散能力,人/秒;v为紧急情况下人员的疏散速度,m/s;k为紧急情况下出口的客流密度,人/平方米;Bex为出口宽度,m;bex为出口的边界宽度,0.15m。
1工业以太网技术的优势
工业以太网的硬件设备是采用低功耗工业级芯片、插件、连接器等制作而成,具有良好的机械环境适应能力、气候环境适应能力、电磁环境适应能力。工业以太网采用全双工通讯技术、交换式以太网技术、虚拟局域网技术等进行高数据传输,极大的提高了通信的实时性和准确性。工业以太网的网卡价格比较低,联网成本比较低,同时维护成本也比较少,因此,将工业以太网技术应用在城市轨道交通供电PSCADA系统能有效地提高轨道交通的运行可靠性。
2工业以太网在城市轨道交通供电PSCADA系统中的应用形式
目前,工业以太网在城市轨道交通供电PSCADA系统的应用主要有专用工业以太控制网络、混合Ethernet/Fieldbus网路结构、Web网络监控平台等三种形式,其中专用工业以太控制网络是将以太网渗透在整个网络,将整个城市轨道交通供电PSCADA系统覆盖,这样城市轨道交通供电PSCADA系统具有良好的互连性和扩展性,能实现真正的全开放网络体系结构;混合Ethernet/Fieldbus网路结构是现场总线和以太网的一种集成形式,控制网络采用现场总线,信息网络采用以太网,这样底层控制网络就能通过网关挂接在以太网上,实现信息交换;Web网络监控平台是通过Internet将连接网络的设备联系在一起,管理人员可以通过Web浏览器对城市轨道交通系统实时远程监控以及故障诊断、处理。
3城市轨道交通供电PSCADA系统网络架构设计及实现
在城市轨道交通供电PSCADA系统中,可以采用冗余的100M以太网双网体系结构为控制中心调度主站系统主网络,其网络通信协议可以采用TCP/IP协议,这样在正常情况下,两个LAN网可以同时工作,从而传输不同的系统信息,如果某一个LAN网络发生异常或者出现故障后,系统会自动通过另一个LAN网络进行信息传输。控制中心系统主网络配置双网关交换机,与第三网网络互联,从而实现信息共享。由于变电站中的同时具有直流、交流等多种不同等级的高电压环境,其电气环境十分复杂,而车辆段轨道不能进行绝缘,这样就导致瞬间高电压很容易经过大地传入接地线,从而进入通信设备,对通信电缆造成干扰,因此,城市轨道交通供电PSCADA系统要采用工业级光纤以太网,来提高通信带宽以及抗干扰能力。
2.监测数据统计分析(1)地表沉降监测点累计值对比航~长区间选取断面56个,最大累计沉降-60.87mm,南~向区间选取断面101个,最大累计沉降-58.76mm,向~南区间选取断面88个,最大累计沉降-64.76mm。(2)地表沉降监测点变形速率对比航~长区间选取变形速率样本9102个,南~向区间选取变形速率样本10653个,向~南区间选取变形速率样本16638个。(3)对比分析结论1)航~长区间和南~向区间,基本上能将地表沉降累计值和速率控制在预警值范围内,向~南区间地表沉降累计值控制较差(将近20%断面超过预警值)。累计值和速率统计情况表明,沉降次(点)数远大于隆起次(点)数,盾构在该土层下掘进易引起地表沉降,而未隆起。2)盾构接收阶段累计值和变形速率过大,原因包括:一是由于盾构接收阶段需减压推进;二是注浆压力偏小,注浆量不足;三是在端头井附近地面荷载较大;四是盾构接收时接收井附近交叉施工,普遍存在碾压测点情况。3)地表沉降控制情况与隧道内管片质量有一定相关性,盾构掘进过程中产生的盾尾间隙,加之管片拼装质量不好,导致管片边角处应力集中而发生掉块或部分错台,进而影响地表沉降。隧道内管片成型质量好、错台少的工点地表沉降较小,反之地表沉降较大。
二、监测控制指标确定
1.沉降断面控制范围根据三个工点监测数据汇总情况,总结共计104个地表沉降监测断面,按照强烈影响区、显著影响区和一般影响区划分(测点距隧道边线水平距离与隧道埋深的比值),绘制沉降断面分布情况。对盾构施工引起的地表沉降横向分布进行统计,按照隧道埋深的0.5倍、0.7倍、1.0倍、1.2倍及以外范围内地表沉降量分别汇总,95.59%的沉降量发生在强烈影响区域范围内(小于0.5H),断面沉降分布情况如下图所示。
2.地表沉降控制指标根据实测监测数据分析及现场巡视情况,综合分析确定郑州地区粉土、粉质粘土地层中,盾构法施工地表监测建议控制值如下:累计值控制值为-30mm、+10mm(满足控制值的测点占统计监测点总数的百分比92.29%),变化速率为-5mm/d、﹢5mm/d(满足控制值的测点占统计监测点总数的百分比96.55%)。
三、结论
1.鉴于郑州市区域地质条件存在差异、地下水位高差明显,本研究仅针对郑州市南区域无水粉质粘性土层条件的盾构法施工。施工地表监测建议控制值如下:累计值控制值为-30mm、+10mm,变化速率为-5mm/d、﹢5mm/d。
2标准对比
对上述选定的研究标准,分析标准中绝缘耐压部分,主要内容包含:标准适用范围,国内应用,测试环境,测试流程,绝缘判断,耐压值,耐压方法,耐压合格判断,耐压电源等。IEC60077-1999、GB/T21413-2008、TB/T1333-2002内容完全一致,以下仅研究IEC60077-1999。GB/T14894-2004耐压部分引用TB/T1333规定,绝缘部分引用IEC60077规定,不对其进行专项研究。GB/T7928-2003耐压部分引用TB/T1333与TB/T2227-1996规定,绝缘部分引用TB/T2249-1996规定,不对其进行专项研究。TB/T1795-2003耐压部分引用TB/T1333与TB/T2227-1996规定,绝缘部分引用TB/T2249-1996规定,不对其进行专项研究。EN50343-2003、EN50215-1999只是将绝缘与耐压分开研究,本次研究作为一个整体。TB/T2249-1996、TB/T2227-1996只是将绝缘与耐压分开研究,本次研究作为一个整体。
3标准分析研究
3.1适用范围
GB/T3048-2007、DL474.4-1992作为国家与行业标准,其绝缘耐压值对铁路车辆只有参考价值,不完全适用与铁路行业耐压标准;IEC60077-1999是机车车辆设备件进行耐压的标准,TB/T1484.1-2001是电缆订货技术条件进行耐压的标准;其它标准均可应用于铁路机车车辆及城轨车辆电缆敷设后耐压。GB/T12817-2004、TB/T2249-1996、TB/T2227-1996只能应用于200km以下速度等级的铁路客车,不适用于高速列车绝缘耐压试验。如以上标准规定交流回路耐压值为1500V,直流回路耐压值为1000V,但现在动车组中,直流回路电压已经高达1500V,交流回路电压有25000V,以此标准做耐压试验已经没有意义。IEC60077-1999、IEC1133-1992、EN50343-2003、EN50215-1999作为国内现有动车组(CRH1、CRH3、CRH5)及地铁车辆耐压标准。适合多电压等级及高速运行条件。
3.2应用环境
各标准应用环境建议选择IEC60077-1999,海拔:≤1400m,温度:-25℃~40℃,湿度:≤95%,此工作环境可满足绝大部分铁路车辆运行条件。
3.3测试流程
部分标准(如EN50343-2003)规定了测试流程为绝缘-耐压-绝缘,部分标准(如GB/T12817-2004)规定测试流程为绝缘-耐压,部分标准未明确规定测试流程为绝缘-耐压-绝缘,但实际应用测试流程为绝缘-耐压-绝缘。为发现耐压试验过程中是否存在绝缘破坏,测试流程建议采用EN50343-2003标准(绝缘-耐压-绝缘),前后两次测试绝缘电阻偏差不超过10%。
3.4绝缘电阻
绝缘的目的是为耐压前进行绝缘性能的初步测试,在各个标准中,对绝缘电阻测量值及所有仪表有不同规定。建议在适用车型的基础上,采用最为严格的标准。
3.5耐压值
在试验中,根据不同电压等级的线路或设备施加不同的电压,各标准耐压值见表1。通过表1数值,发现耐压值有所差异,但各耐压值经验证均可有效发现电缆敷设过程中造成的绝缘损伤。
3.6升压方法
总结以上标准,结合安全生产需要,建议综合以上升压方法,采用从0V开始升压,在电压达到规定值的50%以前,尽快升压,电压在50%到75%之间采用以可以读出电压数值的速度升压,当达到75%电压之后,以2%的速度上升到规定值,仪表显示值偏差在规定值的3%以内。升压过程中,注意倾听、观察是否出现电流突然增大、电压闪络等现象,如出现此问题,立即切断电源。耐压时间建议采用1分钟,观察电流在1分钟内无明显变化。
3.7耐压判断
各标准中均规定耐压合格的判断为无闪烁或击穿,建议根据各车型车辆实际特点,增加泄漏电流数值,以防止部分线路泄漏电流过大。
3.8耐压电源
耐压电源建议根据GB/T3048-2007要求,电源频率根据试验电缆应用环境决定,试验电压峰值与有效值之比为1.662~1.802,谐波含量不超过5%。
从郊县线路、线路郊县部分的运营情况分析,郊县线路、线路郊县部分对整个轨道交通网络客流起到的平衡和疏导作用十分明显,票款收入的比重也逐年提高,但从绝对值上看,该部分运营收入基数较低且同比增幅有限,同时郊县线路、线路郊县部分本身独立“造血”功能不足,则也是不争的事实。郊县线路、线路郊县部分虽然在整个运营网络中所起到的作用逐年变大,但与其所占运营网络中的规模相比,“性价比”上反而体现出很大的劣势。从上图可以看到,仅仅创造了20%不到票款收入的郊区线路和线路郊县部分,线路长度却达到了整个轨道交通运营网络线路长度的近40%。
从历年年度客运量数据比较中也可以看到,线路长度和一号线比较接近的六号线,客流量只有一号线的16%到23%,年度客运收入只有一号线的11%到18%。而线路长度比一号线多出18%的十一号线,客流量和年度客运收入更是只有一号线的12%到19%。而从开行列次及运营里程上看,差距并没有那么大,特别是开行列次这一指标,以上三条郊区线路已经基本达到一号线的一半。可见,郊区线路的每公里或者每运行一次可取得的收入是大大低于市区线路的。另外,从2011年各线路每公里票款收入中可以看到,属于郊县线路的五号线、六号线、十一号线明显偏低,而且在同一条线路中(如二号线和八号线),郊县部分与市区部分的票款收入的差距更为明显。例如2011年,二号线每公里线路郊县部分票款收入为345.65万元,市区部分线路的相同指标多出近7倍,达到2671.01万元。比较特殊的情况是,轨道交通九号线的郊区部分由于处在开发时间较早、人口较为密集的松江区,再加上坐落在松江大学城内的多所高校,保证了其有相当数量且稳定的客流,但其1122.07万元的每公里票款收入也仅达到了市区线路的普通水平。