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城市轨道交通地下工程施工技术黄斐

发表时间：2020/8/19 来源：《基层建设》2020年第12期作者：黄斐郑剑

[导读] 摘要：随着现代社会的飞速发展以及人们生活水平的不断提高，传统的城市交通工具已经无法满足现下人们的出行需要，城市轨道交通在此种情况下应运而生，作为一种崭新便捷的交通出行方式，其逐渐成为我国城市交通体系下的重要组成部分。

        浙江交投轨道交通科技有限公司浙江杭州 310000
        摘要：随着现代社会的飞速发展以及人们生活水平的不断提高，传统的城市交通工具已经无法满足现下人们的出行需要，城市轨道交通在此种情况下应运而生，作为一种崭新便捷的交通出行方式，其逐渐成为我国城市交通体系下的重要组成部分。城市轨道交通工程的规模普遍较大，施工时间相对长久，因而其施工过程与传统的交通体系存有大量差异，如何切实有效地保障城市轨道交通工程的合理性以及高质量是极为重要的，其不仅仅关联到城市轨道交通工程是否能够正常运作，更间接地关系到人们的生命财产安全。下面，本文就城市轨道交通工程的施工方法以及其施工工艺做出了简要研究，以求能够为相关单位提供借鉴作用。
        关键词：城市轨道交通；施工技术；地下工程弱电技术
        引言
        社会经济的发展和城市化进程的不断加快引发一系列问题，给人们的日常生活带来了巨大的影响。目前，交通拥堵是我国大多数城市亟待解决的问题，而城市地铁、城际铁路以及轻轨的出现在极大程度上缓解了该问题。对于城市轨道交通地下工程来说，施工技术的选择和应用是否合理，可以直接决定地下工程的成败。因此，在开展城市轨道交通地下工程项目施工的过程中，必须综合考虑项目实际情况，选择最适合的施工技术，保证项目工程顺利有序开展。
        一、城市轨道交通地下工程特点
        从地层结构角度分析，我国城市轨道交通地下工程建设所涉及的地层结构主要有软弱地层、岩层、砂卵层等。其中，在软弱地层中修建地下车站与隧道均是在软土层中实现，如上海市、西安市、南昌市等；岩层主要以重庆或青岛地区为主；砂卵层主要以成都、北京等地区为主。在施工过程中受到来自地质条件的影响，导致不同地区施工方式与施工技术之间存在差异。因此，在实际施工过程中，施工技术彰显出多样性的特点。我国各地区经济差异较大，部分地区经济发展较为落后，加之施工设备较为传统，因此，在选择施工方案时，需要充分评估施工建设的经济水平与施工效率，从而确保质量。
        二、城市轨道交通弱电技术与常见地下工程施工技术
        在经过长时间研究与革新后，城市轨道交通地下工程施工技术不断完善，城市轨道交通弱电系统是当前地铁施工中重要的内容，对于实现地铁正点、便捷、舒适的运营起着重要作用。目前常见的城市轨道交通地下工程施工技术主要包括：明挖法施工技术、浅埋暗挖法施工技术、地下TBM施工技术等。本文针对上述几种常见城市轨道交通地下工程施工技术展开分析。
        1.弱电系统技术简述
        城市经济社会的发展使地铁工程建设迎来了前所未有的重大发展机遇，也为城市轨道交通事业带来了更多的不确定性因素。弱电系统安装工程是城市轨道交通工程建设的关键构成部分，是提高轨道交通工程实际运行效率，优化整体运行效果的重要保障。根据弱电系统功能的不同，可将轨道交通弱电工程细化分为通信功能、票务功能、信息功能、网络功能等诸多功能类型。在弱电系统安装中，通常包括的项目有：站厅站台层安装、隧道内部施工、室内设备安装施工等。在地铁建设中，弱电专业包括通信、信号、综合监控、自动售检票、商务通信、办公网络、乘客ＷｉＦｉ、火灾自动报警及气灭等多个系统，与地铁运营息息相关，弱电系统是整个地铁建设的重点。
        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。

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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。此外，结合地质及施工现场周边建筑物情况，明挖法施工采取的结构支护方式主要包括锚杆挡墙、桩锚支护、桩+内支撑支护等。
        2.异形盾构施工技术
        （1）盾构隧道结构设计
        在开展项目设计过程中，需要解决异形盾构结构的以下问题：①管片厚度和宽度；②防水结构；③管片具体的分块和拼装方式。就目前来看，在实际施工过程中，施工人员倾向于逐渐增加管片的宽度，继而有效减少在特定长度范围内的接缝数量。但不管是盾构的灵敏度，还是最小曲线半径，都会限制管片宽度的增加。所以，在实际施工过程中需要做好平衡。
        （2）盾构隧道施工控制
        以往大多应用气压平衡盾构的方式开展盾构隧道施工，如果在施工过程中遇到了软土层，就需要应用降水法进行处理，这样的施工模式较复杂，过程较繁琐，沉降量也仅达到16cm。经过探索和研发，新的注浆工艺应运而生，如同步注浆工艺等，有效控制了地层的沉降现象。例如，在进行广州地铁2号线的盾构掘进时，由于受到软硬相交地层的影响，在开挖硬岩层时，采取敞开式的方式；而在开挖软弱层时，采取土压平衡的方式。这种施工方式完全打破了以往盾构开挖的单一模式。
        （3）异形盾构
        在建设地铁线路过程中，如果需要从建筑中穿越，则两个盾构的必要间距肯定是达不到要求，为有效克服这个问题，应用了双圆盾构。在双圆盾构中，H&V是最具典型的一种，该盾构的主要特征是可以将水平的双圆改造成竖向的双圆。如果在双圆盾构中存在立柱，在开展施工的过程中必须严格控制差异沉降，否则会影响隧道的正常使用。
        （4）盾构隧道防水
        盾构隧道的防水主要包含2个方面：管片结构的自防水及管片接缝的防水。其中，前者可以通过合理选择管片结构进行控制；后者是盾构隧道防水的重点控制内容。在我国大多数工程项目中，遇水膨胀橡胶密封垫是较常见的防水方法，。根据接触应力分析结果得知，不错位的应力大于错位后的接触应力，因此，在开展盾构隧道施工过程中，必须对管片的安装精度进行严格控制，以防止隧道防水能力受到影响。
        三、城市轨道交通地下工程施工技术发展趋势分析
        通过对明挖法、浅埋暗挖法、地下TBM施工技术、异形盾构施工技术的分析，可以总结出各类施工技术的地层适应性，具体如下：①明挖法施工技术地层适应性主要为良好地层，确保隧道建成后的安全性与功能；②浅埋暗挖法施工技术地层适应性主要为不宜明挖施工图纸或软弱无胶结砂、卵石等第四纪地层；③地下TBM施工技术除塑性较大软岩、类砂性岩地层外，基本适应于各类地形、地质；④异形盾构施工技术适应各类地层（过江河时可以充分表现出其特点）砂、淤泥质底端，通过采用土压平衡盾构施工技术，可以有效实现对残积土、风化岩等地质的施工。
        结束语
        综上所述，常见城市轨道交通地下工程施工技术主要有明挖法施工技术、浅埋暗挖法施工技术、地下TBM施工技术、异形盾构施工技术，相比之下，应用盾构技术更加有效。但是由于我国在盾构机方面发展较晚，在设计盾构机时的参数与扭矩等需要参考发达国家，因此一直都缺少一套较为完善的盾构机设计技术。参考其他国家的设计理论，如果地质与隧道的具体条件有所变化，就无法确定设计工作的实际理论，因此，在实际应用该种施工技术时，仍需不断完善与改进。
        参考文献
        [1]石林.城市轨道交通地下工程施工技术[J].农家参谋，2019（9）：203.
        [2]彭智佳.地铁工程土压平衡式盾构施工技术研究[J].低碳世界，2019（14）：196-197.
        [3]张伟.试论城市轨道交通工程施工技术要点和管理措施[J].工程建设与设计，2018（4）：119-120.