城市轨道交通地下工程建设技术要点分析

城市轨道交通地下工程建设技术要点分析

0城市轨道交通地下工程施工面临的挑战随着我国交通结构的完善和城市公共交通地下项目的加快发展，该交通结构可以有效地解决城市交通的压力，但在实际建设过程中面临着重大挑战。城市轨道交通地下工程施工消耗资金较大，同时其对于地势、地形等方面要求较高只有不断完善施工技术，才能有效提高城市轨道交通地下工程建设的效率及质量。为此，针对城市轨道交通地下工程施工技术展开研究与分析。1多步推进施工技术多样化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。2城市轨道交通地下工程施工技术较少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，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、异形盾构施工技术等。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。2.1根据城市轨道交通地下工程施工的需要，对边坡排水孔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。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。2.2边坡监测、施工技术浅埋暗挖法即为松散地层新奥法施工技术，其主要原理为：运用围岩自身承受能力与开挖面空间约束能力，通过锚杆与喷射混凝土作为主要支护方式，对围岩进行加固，降低围岩出现松弛或变形等情况，而后通过监控测量指导地下工程设计完成施工。浅埋暗挖施工需要注意以下几方面：(1)喷射混凝土喷射混凝土作为边坡开挖支护技术中最为常见的施工手段之一，主要对已经开挖完成边坡的建基面进行封闭，从根本上降低建基面因长时间施工受到的来自地壳运动与地下水位的影响；(2)监测工作主要是针对开挖现场内部结构进行监测，通过监测可以有效实现对围岩失稳、围岩滑动等方面的预测，同时也可以有效检测出围岩变形体的动态变化情况，为隧道开挖工作与后续施工提供帮助。监测工作可以通过物探分析来实现。物探分析一般是在左岸坝肩边坡位置设置长观孔、声波孔等，通过长观孔与声波孔来实现物探监测，从而降低围岩出现失稳或滑动的概率。一般在进行浅埋暗挖施工时，浅层支护技术施工内容主要包括排水孔、喷射混凝土、锚杆束等。实施浅层支护技术，可以充分运用XZ-30钻机、全液压钻机等完成钻孔施工。排架搭设工作完成后，可以使用XZ-30钻机完成边坡钻孔工作。锚杆束施工工序主要包括：首先通过先注浆后插杆方式完成对完整岩层的施工，而后针对易坍塌、易破碎岩层位置进行先注浆后插杆施工，可有效提高施工效率。在开展边坡排水孔钻孔工作时，不仅需要运用XZ-30钻机，还需要针对该设备配备相应人员，确保人员在工作时可以实现安装与清孔施工。此外，浅层支护技术施工时需要注意，钻孔施工只有达到富水层后，才可以开展滤管安装工作。2.3基于信息施工技术的隧道洞身技术隧道全断面掘进机（TBMandShieldMechine）施工技术是集机、电、液、传感、信息等技术于一体的施工技术（见图1），应用该项技术可以实现掘进、岩渣装运、洞壁支护等一次性开挖成洞，该技术也是现代隧道施工中最先进的施工技术之一。全断面掘进机具有高效、安全、环保、优质等特点，自20世纪50年代开始应用于施工领域，至今已成为国内外主要采用的施工设备之一。2.4盾构机启动阶段20世纪80年代初至20世纪90年代中期，异形断面盾构形式为圆形。随着城市地下空间的不断开发，我国城市地下空间资源逐渐出现紧张的趋势，传统单元多管盾构法隧道在应用时存在断面空间利用率低等缺点。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。3施工技术地层适应性通过对明挖法、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。4异形施工技术综上所述，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