城市轨道交通地下工程施工技术探讨

发表时间:2020/5/21   来源:《基层建设》2020年第3期   作者:李元坤
[导读] 摘要:当下城市轨道交通工程在城市发展的过程中起到了不可或缺的重要作用,已经成为线下城市区域人民出行的重要保障,无论是其运输效率亦或是运输质量都获得了公众的广泛好评,所以相关施工单位应该全面提高对城市轨道交通工程的重视,需要明确的是,城市轨道交通工程的施工质量的优劣将会直接关系到公众的生命财产安全,全面强化对城市轨道交通工程的重视,采用更为科学合理的施工方法以及施工工艺是非常重要的。
        中国水利水电第五工程局有限公司二分局  四川省成都市  610225
        摘要:当下城市轨道交通工程在城市发展的过程中起到了不可或缺的重要作用,已经成为线下城市区域人民出行的重要保障,无论是其运输效率亦或是运输质量都获得了公众的广泛好评,所以相关施工单位应该全面提高对城市轨道交通工程的重视,需要明确的是,城市轨道交通工程的施工质量的优劣将会直接关系到公众的生命财产安全,全面强化对城市轨道交通工程的重视,采用更为科学合理的施工方法以及施工工艺是非常重要的。基于此,本文主要探讨了城市轨道交通地下工程施工技术。
        关键词:城市轨道交通;施工方法;施工工艺
        引言
        随着我国城市群建设战略的实施,未来我国轨道交通的建设需求仍然会进一步增加。现阶段的地下施工技术尽管已经满足了人们的需要,但是还存在一系列的缺点,如施工周期长,对隧道的利用率低,施工成本高等问题。面对这一现状,我国相关研究机构和院校要加强对地下施工技术的研究,提出具有更快施工效率、更好经济性的施工方法,以推动我国轨道交通快速发展。
        1 常见城市轨道交通地下工程施工技术
        1.1 明挖法施工技术
        明挖法施工技术首先挖出隧道位置含有的全部岩土及岩体,而后在施工位置修建洞门、洞身等,最后针对施工现场进行回填,从而完成明挖法施工。明挖法施工技术关键工序主要包括:降低地下水位→边坡支护→土方开挖→结构施工→防水工程等。在进行明挖法施工时,应充分注意边坡排水孔施工。边坡施工初始会受到排水问题困扰,需通过设置边坡排水孔,从根本上降低山体水压对边坡造成损坏,最终实现城市轨道交通地下工程施工的顺利开展。明挖法施工技术的优势在于施工速度较快、操作较为简单,可以有效提高工程质量。在实际施工过程中,因占地面积较大、土方量较多、地下管线拆迁数量较大,会对地面交通与周边环境产生影响,若遇到地下水位较高时还会增加施工与隧道加固费用,因此应严格计算基坑支护稳定性参数,从而确保后续施工可以顺利进行[1]。
        1.2 浅埋暗挖法施工技术
        浅埋暗挖法主要应用在松散地层中,这一施工技术在实践过程中充分利用了围岩自身的承重能力和围岩开挖面对空间起到的限制作用。在开挖过程中采用锚杆和混凝土作为最主要的支护方式对围岩的岩壁进行支撑加固,防止围岩在建设过程中出现松弛和变形的情况。在采用这一方法进行地下施工时,工作人员需要对施工范围内的地质变化情况进行及时和详细的监控,根据相关信息及时调整作业的内容。这一施工方法非常适合埋深较浅、地质环境松散或者破碎的岩石地层。
        浅埋暗挖法这一施工技术在应用的过程中所体现出的特点是:在施工的过程中要根据围岩的实际变形情况采用合理的支护手段,在一定的条件下需要对地层环境进行一定的改良。在实践中,施工单位运用这一施工技术进行地下轨道交通建设时,需要采用试验的手段指导具体的建设工作。在施工过程中要根据围岩自身呈现出的特点和项目工程建设的特点选择合适的开挖方式。
        1.3 地下TBM施工技术
        这一技术在实践的过程中,主要是借助隧道全断面掘进机,该设备高度融合了机械掘进、电气控制、液压传动、信息收集和信息处理等多个方面的技术,它能一次性实现对隧道的掘进,并可以运输掘进产生的土方,以及对开挖产生的洞壁进行支护。基于自身的特点,该技术可以划分为敞开式TBM 和复合式TBM。敞开式TBM 主要应用在岩石地层中,岩石的完整性越高越有利于其工作,其在工作的过程中使用皮带运输机运出挖掘出的土方,可以实现20 km 长度的连续掘进,在适当的维护之后能够达到30 km 的掘进长度,总体上适合进行长距离的掘进工作。其掘进速度为500~600 m/ 月,从地下施工技术的角度来看,这已经是一个比较快的速度,能够有效缩短工期,提升地下工程建设的经济性。采用这一技术通常要进行二次复砌,复砌方法为复合式衬砌。

复合式TBM 主要应用在软硬交替的地层中,如土层和岩层的混合地带,使用螺旋式输送机运送挖掘出的土方,其运送效率低于皮带运输机[2]。
        1.4 异形盾构施工技术
        为了合理运用地下空间,近几年逐渐出现了空间开发利用率较高、经济性较为突出、施工周期较短、功能较为丰富的异形断面隧道,其中最具代表性的主要有双圆隧道、矩形隧道等。在盾构机启动阶段,刀盘最大位移位于边缘部分,变形量为0.017mm,相比最大推力和盾构机正常运行两种工况,启动受力阶段刀盘变形量较小。当盾构机最大扭矩启动,则刀盘此刻的最大扭矩为155MPa,该扭矩在刀盘设计材料许用范围内,故不会影响正常掘进。盾构机开展掘进阶段,若想实现高效掘进,必须充分分析刀盘变形量以及应力分布情况,且应高度注意刀盘边缘部位,即最易出现变形的部位,以保证盾构机掘进期间刀盘整体的稳定性,同时还可确保刀盘边缘、中心部位磨损程度与挖掘强度相同,从而有效实现工程的高效掘进。
        2城市轨道交通施工管理策略
        2.1 开展好施工组织设计
        城市轨道交通工程应当开展科学的施工组织设计,为进一步的施工工作提供切实可行的依据。在施工组织设计中,应当全面系统考量工程建设的实际情况,建立科学的施工方案,并基于相关数据的科学分析,有针对性地开展施工计划编制。例如,对于通风系统的施工组织设计,通风系统控制应当实现中央控制、车站控制以及就地控制等方面的控制。具体而言,应在站厅层两端设置空调机房,其中装置组合式空调机组。同时,站厅单独建立专用排烟系统,站台公共区域排风机同时用作排烟功能。车站气流组织选取站厅、站台公共区域上部均匀送风,站台集中回风的形式。区间隧道通风系统一般选取机械通风系统、活塞通风系统。2.2 应用先进的施工技术及设备
        因为城市轨道交通存在较大的施工作业深度,所以通常需要运用到运输机械、吊机械等设施设备,并且要求十分严格。因此,在城市轨道交通施工中,要求施工人员可熟练应用先进的机械设备,从而提高城市轨道交通施工的机械化水平,进一步提高施工效率、质量。例如,由于城市轨道交通地基填料性质的不尽相同,因此,需要选择尽可能适用的压实设备,在应用黏土开展轨道交通填筑施工过程中,需要科学控制压实作用力及压实时间,这要求施工人员要熟悉掌握对压实设备的有效应用,进而收获理想的压实效果。
        2.3 建立完善质量管理体系
        城市轨道交通应当建立完善的质量管理体系,从各个环节保障施工质量,一方面,在施工设计环节,相关人员应当对施工现场地质情况、气候特征等进行全面勘察,并采取先进的勘测手段,保证勘测结果的准确性,进一步设计出科学可行的施工方案。另一方面,在施工环节,施工方应当全面开展施工质量检测,结合施工实际情况优化调整施工方案,针对施工中存在的质量问题予以及时处理,加强施工组织管理。[4]。
        结束语
        随着我国地铁数量的越发增加,其所展现出的社会经济效益越发明显,城市轨道交通所具备的便利性已经充分展现在了人们的面前,可以说城市轨道交通已经成为当下人们生活中不可或缺的组成部分。为切实有效地契合目前社会迅猛发展的需求,全面提高轨道工程的施工进度以及施工质量,相关工程建设单位有必要花费更多的精力来研究施工工艺以及相关管理方法,用以为城市轨道交通工程建设提供良好的支撑作用。
        参考文献:
        [1]地下某工程施工测量技术[J].王邵亮. 科技风.2015(02)
        [2]城市轨道交通地下工程施工技术[J].石林. 农家参谋.2019(09)
        [3]城市地铁隧道地下工程技术研究[J].李晓峰. 技术与市场.2018(11)
        [4]我国隧道和地下工程技术的发展与展望[J].郭陕云. 现代隧道技术.2018(S2)
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