地铁施工技术的发展及展望

地铁施工技术的发展及展望

胡蓉

430302198511141557 温岭市轨道交通建设发展中心

摘要：随着我国城市建设和经济的发展，城市地铁工程建设迅速发展，施工技术也不断提高，一些新的施工方法和设备逐渐推广使用。在此背景下，介绍了国内地铁建设施工技术的发展历程及地下工程中常用的一些施工技术，并对我国城市地铁未来的发展趋势作了展望。文章简要介绍了地铁施工技术的发展历程，并结合国内地铁的建设实际，从施工技术和设备、地下工程及地上工程等方面阐述了地铁施工技术的发展。

关键词：地铁；地下工程；地表沉降；盾构法

一、引言

随着我国社会经济水平的不断提高,城市化进程在不停地加快,城市轨道交通作为一种交通方式,受到了越来越多国家和地区政府以及人民群众的普遍关注。地铁施工技术能够有效缓解市民出行压力、降低环境污染问题。本文主要是对当前国内外相关研究文献进行总结概括与分析得出结论并展望其发展前景等内容;然后通过对于现今地铁工程中存在各种问题及现状做出客观性的评价与归纳最后提出相应应对策略,为我国城市轨道交通建设提供一定参考和借鉴意义。

二、地铁施工技术概述

2.1地铁施工技术的基本情况

目前，国内地铁施工技术主要包括明挖法施工、盾构法施工和矿山法施工四种。明挖法施工是地铁修建的一种主要方法，适用于地下水丰富的软土地区，可有效降低工程造价；盖挖法适用于浅埋、小净距和大断面隧道，对地下管线较多的城市十分方便；盾构法适用于穿越软弱地层或含有大颗粒的土层；矿山法在软土地层中具有良好的应用前景。随着我国地铁事业的快速发展，对地铁施工技术提出了更高的要求。国内学者对盾构法做了深入研究，并在此基础上形成了具有鲜明特色和较为成熟的盾构法工法及配套设备。

2.2地铁施工的必要性

地铁的建设可以提高城市的交通能力，缓解道路交通拥堵现象。同时，地铁可以改善城市的生态环境，并达到节能减排的效果。此外，地铁建设可以解决城市的用电问题，地铁工程可以减少用电负荷，在一定程度上节约了电力资源。另外，地铁建设还能缓解空气污染问题，避免汽车尾气污染城市大气环境。我国城市化进程不断加快，城市人口日益增加，交通拥堵现象严重。地铁施工是解决该问题的重要手段之一。

三、 地铁施工技术

3.1 地铁施工技术的特点

地铁施工技术的特点(1)具有很强的专业性和系统性。它是一个综合性比较强、专业性要求很高,因此,在进行地铁工程项目建设时必须全面考虑各种因素。例如:土方开挖过程中可能会出现地下水位偏高等问题;隧道洞口附近有一些狭窄洼地以及沟渠等特殊地段;地面建筑物存在一定数量积水或者坍塌隐患等等情况都是非常常见的一种情况(比如说塌陷)。(2)具有很强的动态性。在进行隧道洞口位置设计时,必须将其周边环境因素考虑到,并且对周围建筑物也应全面调查了解;其次还要根据实际情况来合理确定隧道口位置及方位;再次就是考虑施工过程中可能出现的突发状况和突发事件发生后如何应对措施以及处理方案等内容都要做出详细规定和说明(3)具有较强的连续性地铁施工的过程中,要注意对其进行合理有效地组织和安排,在隧道洞口位置设置相应的安全防护设施;最后就是为了保证工程质量而采取一些措施来提高整体效益。

3.2 地铁施工技术的工艺

地铁工程中的施工工艺主要有三种:机械设备、电气及通风系统。其中,这三个部分是整个地铁项目在进行设计和开发时最关键性因素。(1)机械设备方面由于车站周围环境相对封闭,且人员流动较大等原因导致了施工人员对其操作技术要求较高;同时也因为工作人员素质不高致使地铁线路铺设的难度加大而使施工效率降低;并且由于作业面狭窄、空间狭小以及施工过程中需要用到大量电气设施等各种问题使得整个设计周期长因此,在地铁工程施工时,要对这三种机械设备进行充分的利用,同时保证其安全可靠。(2)电气系统方面由于车站环境相对封闭且人员流动较大等原因使得施工人员存在一定的随机性、流动性和易出现疲劳现象;所以需要设计合理科学并且具有针对性以及人性化管理模式来提高整个工作效率。

3.3 技术经济效益

地铁的建设是一项需要投入大量资金、设备和技术等因素,同时还需考虑到工程造价成本,因此在进行施工前要对市场情况做充分全面分析。首先应结合城市发展规划及相关政策来确定地铁项目的投资规模以及类型。其次根据实际情况合理选择轨道交通网络结构与车站功能布局;然后依据具体条件选取合适的施工方法及机械装备并确保其安全可靠地运行以保证工期能够满足要求且经济效益较好;最后还需考虑到工程周边环境如周边环境、交通运输条件等。此外,还可以通过合理的施工方案和科学地组织技术设计来降低工程造价并获得经济效益。

四、地铁施工技术的发展对策

4.1增强施工技术管理

由于地铁的施工环境是比较复杂的，施工人员需要具备较高的素质，不仅要具有专业技术，还要掌握一定的专业知识和管理知识。同时还要了解相关的法律法规，这样才能在施工过程中严格按照操作流程和技术规范来进行。随着机械化程度的提高，施工人员所用的机械设备也逐渐先进起来。目前地铁施工中所采用的盾构法就是机械化程度比较高、自动化程度比较高，并且在掘进中能够实现对管片拼装和隧道开挖等多个工序的协调控制。虽然这些新的技术在地铁施工中发挥了重要作用，但是在实际应用过程中也存在着很多问题，比如新技术应用范围有限、设计和施工方案不合理等。

4.2优化施工技术的控制

地铁施工过程中，技术管理人员要密切关注现场施工情况及周围环境变化，实时监控地质结构状况、地层变化及地表沉降等情况，以便及时采取相应的措施。同时，在建设过程中对各种工程信息进行及时反馈与调整；优化施工方案；应用新技术；加强试验段建设等。通过对各种信息进行收集、分析，实现信息化管理，有利于更好地控制工程质量和降低成本。

4.2增加安全保障

随着经济的发展，地铁的安全性和可靠性越来越重要。这主要是由于地铁运营时，车辆的振动、列车制动等引起隧道结构的变形，严重时会造成塌方、轮压过大甚至影响列车的正常运行，从而使整个城市陷入瘫痪状态。因此，要加强对地铁运营过程中施工安全保障系统和设施的建设。从设计、施工到运营都应考虑其安全性及可靠性，不能存在任何隐患。施工中必须采取必要的安全措施和监测措施，以保证施工及运营期间隧道结构的安全和稳定。目前我国已建成运营中的地铁隧道均采取了多种安全技术措施，并不断改进，以保证其安全性和可靠性，包括盾构施工中采用先进盾构机及各种控制系统；设置隔离墙、设置导洞、地面注浆加固等。

4.3地铁施工技术的风险防范

随着我国城市地铁的快速发展，地下工程越来越复杂，地铁建设中面临着许多风险，例如：建筑物地基下的基坑开挖、地铁施工、邻近重要构筑物的施工、地下管线的迁移等。目前地铁建设中的风险因素主要包括：地层移动、周边环境及地下管线，在地下工程施工中要采取有效的措施进行风险控制。例如，地层移动就是一个复杂的过程，其中包括了土压平衡式盾构法施工中的地层移动和非平衡式盾构施工中的地层移动。因此，在进行工程建设时要综合考虑地层、地质、环境等多方面因素，合理采用各种工程措施和工程技术方法，从而有效控制风险。地铁建设作为一项复杂、艰巨的系统工程，其施工技术和管理水平还有待提高。

五、总结

通过地铁施工技术的发展，我国已逐渐成为世界上地铁工程建设大国。在城市地铁地下工程中，盾构法应用最为广泛。同时随着近年来对地层和结构的认识不断深入，浅埋暗挖法、地下连续墙等方法在城市地铁地下工程中也得到了推广应用。从技术角度看，施工方法和施工设备的不断改进是地铁施工技术不断发展的主要推动力。近年来，通过不断引进国外先进技术和设备，以及对现有施工方法和施工设备不断改进、创新，国内一些先进的地铁施工技术正逐渐应用到实际工程中。在地面工程方面，由于地铁施工的影响范围小，地表沉降可控制在较小范围内，加上地铁线路一般布置于城市中心区，地面交通繁忙，故对地面沉降要求较高的地面工程均采用盾构法施工。

参考文献:

[1]董泽，鲁效池，王韦颐.城市地铁施工安全管理措施研究[1].建材与装饰，2018(09):269

[2]李一玮.地铁工程施工管理中的问题及解决措施[J].中华建设，2018(02);64-65.