我国轨道交通隧道及城市地下工程的发展与展望分析

我国轨道交通隧道及城市地下工程的发展与展望分析

严玉涛

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摘要：近几年，我国在轨道交通隧道及城市地下工程方面，虽然有显著的成就与进展，但仍有许多问题需要进一步研究，既有机会，也有挑战。所以，本文对近几年来，我国在轨道交通隧道及城市地下工程重难点领域所取得的成就和技术进步进行了归纳，并以其发展趋势为基础，找到了我国轨道交通隧道及城市地下工程未来应该重点研究并解决的问题，从而促进我国轨道交通隧道及城市地下工程进一步发展。

关键词：隧道；地下工程；施工机械

引言

然而，由于我国城市轨道交通地下工程的特殊性，使其施工面临着诸多的挑战。就软弱土层施工来说，在进行实际的建筑施工作业时，会有很多的工程对软弱土层产生一定影响，由于土层的差异，采用的施工方法也有很大的差异，因此，要采用多种的措施于施工，从而提高施工作业的效率和质量。然而，从经济发展角度来看，我国各个城市的差别很大，有些经济欠发达的地区，很难购买并使用较为先进、价格昂贵的机械，这就造成了施工装备的实际应用效果不够理想，从而在施工过程中产生了种种问题。而有些地区由于自身的经济状况比较好，则更加注重对自然环境的保护。因此，在这些城市进行轨道交通地下工程时，既要保证施工效果和施工质量，又要注重对生态环境的保护，要尽量的与实际情况相结合，以尽量的降低对生态环境的破坏。

1我国轨道交通隧道及城市地下工程近年来的发展

1.1轨道交通隧道建设进展情况

到2019年年底，我国将有41个城市开通运营城市轨道交通，增加了1070多公里的运营线路，使我国的运营线路线总数突破6800多公里，比“十三五”计划的预期目标更早实现。截止到2019年6月底，全国已有37个城市拥有197条铁路，总运行里程为6126.82公里。到现在为止，已经有44个城市得到了国家批准的城市轨道交通建设计划，这些计划的总长度已经达到了一万多公里，并且正在建设中的总长度已经达到了7000公里。

1.2城市地下工程建设进展情况

城市地下空间的开发是提升城市土地利用率、缓解城市中心密度、扩大基础设施容量、降低环境污染和改善城市生态的最有效方法。地下空间是城市的战略性空间资源，是新型国土资源。

2重难点工程

近几年，成都轨道交通18号线、长沙轨道交通3号线等一大批重点、难点项目陆续竣工，南京轨道交通5号线、上海轨道交通14号线、西安地下综合管廊隧道等均已按计划完成。

2.1成都轨道交通18号线

成都轨道交通18号线在施工中存在诸多难点，其所跨越的地层十分复杂，包括高瓦斯地层、富水砂卵石地层和砂卵石、泥岩、透镜体夹砂层等。另外，该工程在通过锦江和人工湖等水体时，也有可能会发生由于与河道相交而引起的渗水等问题。18号线盾构区间全线共投入18台盾构机，在整个掘进过程中，最高峰时全线18台“巨无霸”盾构机同时作业。在成都轨道交通建设中，单机最高月掘进达到了452.5 m，刷新了成都轨道交通建设大直径盾构在全断面高强度砂岩地层单月掘进最高历史记录。

2.2长沙轨道交通3号线

3号线路跨越多条河流和湖泊，经过了雅河、靳江河、后湖、湘江、浏阳河、龙塘水库等高富水风险区；120多次穿越房屋，5次穿越城市大桥和地道，多次穿越铁道主干道；我国首例长距离上下重叠并行下穿既有运营长沙轨道交通1号线隧道，并行长度达930m。星沙文化中心至螺丝塘站的区间内有中石油西气东输的燃气管道，压强为6.3 MPa，最小净距仅为2.2m。在盾构掘进过程中，遇到了岩石强度高，地层软硬参差不齐，地层富水性较强等诸多问题，但最终仍顺利通过了该地层。

3重大技术突破工程

最近几年，我国在盾构机技术、软岩大变形控制技术、高瓦斯轨道交通隧道建设技术、大断面盾构施工技术等领域都有了新的进展，轨道交通隧道和城市地下工程建设技术总体上已经达到了世界领先水平。

3.1宁波轨道交通4号线采用了类矩形盾构机

2019年6月29日，“阳明号”类矩形盾构机在宁波轨道交通4号线的翠柏里站-工作井段成功开挖，实现了国内首条穿越核心城区的类矩形盾构隧道区间顺利贯通。类矩形盾构法隧道施工，既可极大提高城市地下空间的利用效率，又可为城市建设带来巨大的经济效益。

3.2南宁轨道交通5号线采用了气垫式直排双模盾构机

南宁轨道交通五号线五一立交站—新阳站工程，穿越古建筑群、邕江等，地层以粉细砂、粉土、圆砾和泥质粉砂为主，开挖部分穿过邕江河床。南宁轨道交通建设方根据五新区间右线地表工程情况和地质、水文特征，研制出了我国首台气垫式直排双模盾构机，并在五新区之间进行了应用试验。这种盾构机不仅具有在粉细砂和圆砾复合地层下穿越建筑采用泥水模式沉降控制精准的特点，还具有在全剖面泥岩层上利用土压力模型卸碴能力强，掘进效率高的优势。该设备是专为南宁轨道交通工程而设计的，具有几个重要的技术革新，将弥补我国在气垫式双模盾构机领域的不足。这在国内轨道交通隧道建设中具有划时代意义。

4需重点研究并解决的问题

中国无论从基建规模还是投资力度来看，都是全球最大的轨道交通隧道国家，并且在国际上也拥有一定的地位。但是，从目前的实际情况来看，我们与国际先进水平仍有一定差距。在今后的建设工作中，我们将根据所取得的经验和教训，重点解决如下问题。

4.1工程设计和施工技术理论

无论是轨道交通隧道还是城市地下工程，它们都是建立在岩土介质中的构造，但是，到现在为止，人们对岩土介质的特性以及在岩土介质中的结构之间的相互影响机制还没有一个很好的规律认知。与地表结构不同，地下交通工程的设计和施工技术理论并不十分完善。对比国外先进国家在隧道和地下工程方面的成功案例，尽管我们已经初步建立起了一个独立的技术体系，但是一些技术标准的研究还没有深入，其理论依据还有待进一步强化。

4.2先进机械的研发与应用

在我国，由于缺乏成熟的隧道施工大型专用机械，多数情况下都是由人工操纵小型机械来完成开挖和支护施工作业。由于中国隧道工程建设中大型隧道施工机械国产化程度和人力资源的日益紧张，在未来隧道工程建设中，与大型机械化配套作业的模式将成为必然趋势。研发各类掘进机、盾构机及微型自动导航地下施工机械，可大大节省人工，保障工程施工安全与质量。

结语

21世纪是地下空间作为资源大力开发利用的时代，面对机遇和挑战，需要政府部门统筹规划开发地下空间资源，严格监管，大力提高城市轨道交通及城市地下工程的安全水平；完善轨道交通隧道及城市地下空间发展的相关法律，从而使得轨道交通隧道及城市地下空间的建设和经营能够有法可依；要在“以人为本，全面、协调、可持续发展”的科学发展观指导下，提高轨道隧道技术的创新能力，并对其进行再创新，不断完善其理论体系；在轨道交通隧道及城市地下工程施工中，不断创新，攻坚克难，为国家的基础设施建设贡献自己的一份力量。

参考文献

[1]彭锟,龙琼.我国城市轨道交通发展现状与展望[J].科技资讯,2021(34):63-64.

[2]魏栋.浅谈城市轨道交通发展现状及解决对策[J].城市建设理论研究(电子版),2021(31):18.