彭越
北京市政路桥股份有限公司总承包二部 北京市 100089
摘要：社会经济的快速发展使得城市轨道交通建设也取得了很大的发展，而城市轨道交通的发展也为社会的发展做出贡献。为了能最大限度地利用地下空间，并为人们带来极大的出行方便，也可以有效提高人们的出行效率。在建设施工时应采用科学合理的施工技术并进行科学布局，才能充分发挥城市轨道交通的作用。城市轨道交通涵盖在城市绿色环保交通体系发展范围当中，对整个城市公共交通未来发展具有至关重要的影响，做好城市轨道交通工程建设是完全符合城市可持续发展战略目标要求。在大中型城市建设轨道交通可以实现对城市土地资源和空间资源的合理利用。本文将从施工技术的角度，结合相关工程分析使用的技术是否科学合理，并结合城市轨道交通建设的特点与现状提出目前比较常见的几种施工技术，希望可以为相关工程提供一定参考。
关键词：城市轨道交通；工程施工；明挖法；盾构法；浅埋暗挖法
1城市轨道交通地下工程施工技术应用优化的意义
城市化进程的加快使得城市人口快速增加，导致建筑空间用地十分紧张，同时现有的基础设施又很难满足新的需求，人们将面临生存空间和交通空间拥挤的难题。在这种情况下，为了提高人们的生活质量，城市建设部门必须将解决交通问题作为首先要考虑的对象，通过对城市轨道交通的优化改造为人们提供安全舒适便利的出行条件。在城市轨道交通地下工程建设方面，采用何种施工技术将直接影响地下工程是否能满足预期目标，所以在前期施工准备阶段就必须综合考虑当地地质地形条件和地下工程本身的特点选择合理的工程施工技术，要求优化技术措施使技术应用更具有针对性和适用性。
2城市轨道交通地下工程施工特点和技术应用现状
2.1城市轨道交通地下工程建设特点
城市轨道交通由于要面临复杂的地下环境和周边环境，包括复杂的水文、地形地质以及地面各种城市建筑的影响。加上施工项目规模庞大、内容复杂繁多、对技术和人员的要求很高，所以地铁工程施工工期很长且需要耗费较长的经济成本。从对城市轨道交通地下工程研究结果来看，目前该项目施工主要面临的地下环境有四种：第一种是软弱地层环境，东南沿海地区的城市在进行地铁车站和隧道建设时必须要先解决软弱地层的问题。第二种是岩层环境，第三种是兼有软弱地层和岩层环境的城市低下轨道交通建设，第四种是砂卵层，主要以北京市为代表，在建设地铁时需要着重考虑地层环境的影响。这是因为在不同地层环境下对施工技术的要求不同，采用的施工技术具有多样性特征。
鉴于上述地铁工程建设特点，在施工前应先做好详细的地质勘察，以勘察结果为参考依据选择合适的施工项目方案。除了要考虑地层环境因素外，还要考虑地区经济性特点，对于经济不发达地区尽量原地取材，缩短材料运输时间，而对于经济发达地区应尽可能地缩短工程建设周期，最大程度上降低对城市其他方面带来的不利影响。此外还要考虑地铁建设对周边环境产生的影响，加强环境保护。鉴于发达地区在进行地铁建设中会出现许多非地质因素的影响，因此还要不断改进技术和方法，提高建设施工的管理水平。
2.2城市轨道交通地下工程施工技术应用现状
城市轨道交通地下工程所面临的地下条件因为区域的不同而不同，主要可分为软弱地层、硬岩石层、砂卵层以及兼有软弱地层和岩石层这几种。其中软弱地层这样不利的环境下施工，会直接影响施工技术应用的效果。所以在工程开展前必须先进行软弱地层的处理，根据地层情况差异选择合适的施工方法，需要综合考虑软弱地层的特点、区域经济水平以及技术实力。目前对于经济比较发达的区域而言，不仅注重对施工技术的完善改进，而且还从以人为本的角度尽量减少资源的消耗、减少对环境的破坏，使地下工程得以和周边环境相适应。另外还要考虑如何采用这种施工技术去缩短工期、提高经济效益。对于不同的城市轨道交通地下工程建设而言，施工技术人员应根据不同区域的特点、工程的要求等优化施工技术的应用，在确保工程质量的基础上也要实现相应的经济效益。
3城市轨道交通地下工程施工技术分析
3.1明挖法施工
明挖法是城市轨道交通建设中最常见的一种，尤其在软弱地层环境下该技术方法是最高效的一种。以上海地铁线路为例，在进行地下工程建设时就使用了该施工办法完成了围护结构地下连续墙的施工。具体施工时，先挖除隧道一部分岩体然后进行洞门洞身的建设，最后进行回填以确保每一个结构都稳定可靠。在采用明挖法围护结构施工建设时主要应做好对支护结构、开挖土方和降低地下水位等内容的监督控制，此外注意使用先进的施工设备，包括回转钻机、汽车式起重机进行钢管及其支架的吊装。
除了围护结构施工外，在基坑项目施工时分成若干段和若干块进行，控制放坡坡度的比例，在达到施工深度坑底标高时再进一步根据实际情况调整坡度，然后根据施工计划准备垫块与支撑材料。为确保基坑的稳定，以提供足够的支撑作用力，必须严格控制整个基坑施工中纵向综合坡度的比例应小于1:3。
此外，采用明挖法进行旋喷桩施工时，先校正钻机确保钻孔的垂直度，然后钻进过程中要严格控制好钻孔实际位置与设计位置之间的误差，在钻孔结束后分段取出岩心管并插入二重喷射注浆管，然后进行喷射注浆。在注浆时要注意观察是否出现异常情况，若有问题出现应及时停止喷浆，要求控制所有参数符合设计要求。最后为了避免出现注浆管断裂的情况，在深度不断加大时要适当地提升钻杆的高度然后控制好冒浆量。当喷射高度达到桩高度要求时才能撤出注浆管并做好清洗工作。
3.2异形盾构施工
异形盾构法施工技术应用时，首先关于隧道结构的设计，应解决管片厚度与宽度、防水结构以及管片分块拼接方式的问题。可逐渐加大管片的宽度以减少在特地长度范围内接缝的数量，这样做可以有效降低工程漏水问题出现的概率。但是盾构灵敏度以及最小曲线半径会使得管片的宽度无法逐渐增大，因此在具体施工中需要平衡好这几个方面的关系。其次，异形盾构法施工在盾构隧道施工控制时，最终目的是达到施工的平衡，但是在施工时所面临的地下环境十分复杂，若是软弱地层，这时可采用降水法处理，但施工十分复杂且沉降量也不能达到设计要求。为此，在不断实践和研究探索过程中，目前已出现了可以有效控制软弱地层沉降问题的新注浆工艺，可实现同步注浆。
以广州地铁项目为例，在其2号线施工时采用盾构法施工，在遇到软弱层和岩体层交接的部位可采用不同的掘进方式，比如软弱层开挖可采用土压平衡方式，而在开挖硬岩体层时则可使用敞开式的办法。这种平衡盾构的方式突破了过去传统盾构法开挖的单一局限性，在施工时机动性较大，可满足不同地层土层开挖的需求。
由于地铁工程大部分在城市繁华的区域，所以周边一定会出现各种各样功能的建筑物，在进行工程施工时既要满足地铁工程建设的要求又不能破坏周边建筑，如果地铁线路必须要穿越建筑，则无法满足两个盾构之间的必要间距要求。这时可采用双圆盾构方法，即将水平的双圆改为竖向双圆。这种竖向双圆盾构在施工时如果在中间存在立柱则需严格控制好差异性沉降，避免因为出现的异常沉降现象而影响地铁隧道的正常运行。
在盾构法施工时也要注意防水工程，盾构隧道防水包括管片结构的自防水和管片接缝的防水。其中管片结构自防水可通过选择合理的管片结构进行控制，而管片接缝的防水工作则是盾构隧道施工需要重点关注的问题。在大部分工程中采用的是遇水膨胀橡胶密封垫的防水办法，在盾构隧道施工时要加强对管片安装精确度的控制以减少接缝错位的概率，提升隧道防水的能力。
3.3浅埋暗挖法施工
浅埋暗挖法隧道施工指的是针对松散的地层采用的新的施工方法，即充分利用了地下开挖面空间约束作用以及岩层的自撑作用，结合锚杆支护和喷射混凝土支护的方法来确保地下围岩结构的安全稳定性。此外在开展具体施工时为避免出现因地下支护结构出现变形的问题而影响地下工程运行的稳定性，还要做好详细的测量工作和布局调整。比如某地铁项目需要从一个公园穿过，为减少对该地区交通和公园格局的影响，采用浅埋暗挖的方法在地下设计多条交叉渡线和存车线形成多线轨道，使用多跨度的断面形式以确保隧道结构的稳定，同时又避免了对地面建筑、构筑物和人们出行的影响。
在应用浅埋暗挖法进行地下隧道结构施工时需要注意的问题有：第一应使用超前管棚注浆技术进行地层超前支护，可起到提升围岩结构稳定性，减少坍塌现象的作用。第二在进行超前支护以后应立即进行注浆并确保浆液可以完全充满围岩结构的缝隙，以此可以提升围岩结构的整体性，提高围岩结构的承受能力。第三要求在开挖时应严格控制支护的长度，开挖一环应支护一环。第四要求在初期支护时就要确保支护结构的强度与刚度，尤其对软弱地层而言必须保证初期支护结构能承受基本荷载，才能减少后期地表沉降变形的问题。此外应按照要求严格做好现场监控与测量工作，确保测量工作及时合理地展开，只有提高了测量的准确性才能减少后期沉陷变形的情况。
3.4地下区间TBM施工技术控制
地下区间TBM技术指的是集机、电、液、信息和传感等技术于一体的隧道全面断面掘进机，能够为运送岩渣、开展断面掘进和洞壁支护等工作提供机械设备供应。该技术的应用特点是，利用隧道全断面掘进机设备，综合利用机械掘进、电气控制、液压传动和信息收集、信息处理等方面的优势，或实现一次性隧道掘进和运输，同时还能进行洞壁支护施工。该技术设备在隧道工程中的广泛应用，不仅给工程施工带来了便利，而且也提高了工程施工的效率和支护的效果。目前，TBM技术根据使用要求和特点的不同可以分成敞开式和复合式两种，其中敞开式TBM主要应用于岩石地层中，岩石地层的完整性将对该技术的应用效果产生一定影响，当岩石完整度很高的情况下可以顺利利用全断面掘进设备进行连续性掘进，并用皮带传输机及时运输出来，适合开展长距离的开挖掘进工作，且掘进速度较快可达500m/月。敞开式TBM在隧道工程掘进施工中的应用不仅可以缩短工程的工期而且也有利于降低工程造价，提升工程建设整体经济性。复合型TBM技术具体是指采用二次复砌的方式，主要被应用在软弱地层和岩石地层交接的地方，在两个地层的混合区域采用螺旋式运输机运送挖掘出来的土方，但是其运输的效率低于皮带运送机。该技术一次性最大掘进长度最大为10km，但实际掘进距离不到预期的一半，其掘进速度也较慢导致工程周期较长。在该技术应用时可使用预制管片进行隧道支护，因此必须加强对预制管片质量的控制，预制管片质量越高支护效果将越好。
4城市轨道交通地下工程施工技术的具体应用分析
以某个城市的轨道地下工程项目为例，该工程主要路段在城市的中心区域，地面上是南北走向的城市主干道，周边有商场、办公楼等建筑物。本工程需要改造的地面道路面积约为13000m2。该区域地下工程是一个地铁车站，采用混凝土建筑结构。本工程施工工期大约为半年。根据工程要求在施工前应先对周围的建筑物进行安全风险评估，在确保建筑物安全的情况下才能开展施工。尤其对于地铁隧道中线两侧30m范围内和地铁车站周围50m范围内的建筑物要对其地基基础、上部结构承载力等进行验算，分析结构变形、构造和裂缝等情况，然后结合建筑物差异性沉降结果分析计算建筑物现有承载力和剩余承载力。最后根据计算的结果采取相应的加固保护措施，一般选择地层注浆和隔离桩方法。在实际施工中，选择合理的施工方案，考虑到工程施工场地面积小、布局难度大，连接站厅层和站台层大断面斜通道斜向设置的特点，采用铺盖法和高边坡施工相结合的形式，先人工开挖然后处理地下管线，铺设临时路面以快速恢复交通，然后开挖基坑并架设钢支撑、锚喷支护。在边坡支护方面，为避免对地面构筑物建筑物产生破坏，选择桩撑锚联合支护方案，降低房屋沉降面积。此外对于斜隧道的施工根据隧道的特点选择小管棚超前支护和预注浆加固施工，在爆破施工时选择近距离减振控制爆破的技术以减少对相邻隧道洞室和既有结构的不利影响。
5结语
综上所述，在进行城市轨道交通地下工程施工时，考虑到工程项目庞大、内容复杂，对技术和人员的要求很高，必须做好全盘计划。在施工前要求做好详细的实地勘察，了解当地区域情况然后选择合理的施工技术，确保所选择的技术具有很强的适用性和针对性。在具体施工时要求严格按照该技术施工步骤进行施工，充分发挥技术优势来提升隧道结构的安全稳定性，使项目施工进展顺利。同时还要不断总结以往经验，加强现场施工管理与控制，实现资源的高效配置，做好全过程和全方位的程序化管理，最终以高质量的施工结果为人们提供安全可靠的出行方式。
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