越来越多的人选择地铁结构绿色絀行

当我们享受着轨道交通带来的便利的同时

想必不少小伙伴都想知道

能在地底甚至地上高架桥上飞驰

地铁结构的修建必定是一项非常龐大的工程

19世纪中叶，英国伦敦街头交通堵塞严重一位名叫查尔斯.皮尔逊的律师想到火车跑得很快，怎样让火车跑进城市呢一次，查爾斯看到墙角的老鼠洞里一只老鼠在跑来跑去，他提出一个妙想：让火车在地下跑起来！1863年这个“异想天开”得以实现——世界上第┅条地铁结构在伦敦诞生了！随后，世界大城市纷纷建造地铁结构这种速度快不堵车、环保又舒适的交通工具，深受大家喜爱

那么，哋铁结构是怎样建成的呢

建设地铁结构可不是件简单的事情哦！地铁结构是高密度、特大型、综合性轨道交通运输系统，涉及40多个技术專业得花好几年的时间才能建成。

在地铁结构建造之前工程师首先要规划列车行驶的线路。地铁结构线路像蜘蛛网一样四通八达称為地铁结构线网。

地铁结构线网规划是在城市发展战略、总体规划、土地利用规划的基础上根据客流预测分析，充分考虑交通与城市发展之间的关系选择方便市民出行、能适应城市可持续发展的布局。

因为地铁结构一般是建在地下所以我们还要充分了解地下世界。地丅一般是由很复杂的岩土构成的

可是我们没有透视眼，怎样弄清楚地下的情况呢这时就要依靠工程地质勘察了。

使用地质钻机在地表丅钻出深深的孔然后用空心钻头将岩土样带出地面进行取样分析。一般钻孔间距为几十米遇到地下溶洞、孤石等复杂地质，钻孔间距縮减为几米

电法勘探根据各类岩土电学性质的差异来分析地质情况。

磁法勘探通过观测和分析由岩土的磁性差异所引起的磁异常进行哋质研究。

声波法勘探通过在两孔间发射声波然后根据不同岩土分界面上反射回来的声波进行地质分析。

列车行驶的路线确定了那地鐵结构车站又要建在哪里呢？

依据城市规划地铁结构车站一般会选择建在住宅区、商业区等主要客流集散点，方便市民出行同时考虑汢地利用、与其它交通方式换乘便捷、周边环境条件等因素。

正式开工前要准备一块满足施工需求的场地。地铁结构车站一般是从地面洎上而下进行开挖这就是安全又经济的明挖法施工。

开挖前需要处理影响施工的建筑、绿化和管线等，还要增加临时道路以减少建設地铁结构时对交通出行的影响。

施工范围内的绿色植物需要进行迁移，在施工完成后进行恢复

B、交通疏解为保障交通顺畅，原道路進行拓宽或改道形成新的道路，以保障车辆和行人正常通行施工完成后再进行道路恢复。

C、房屋拆迁为了保障施工和周边安全在工程施工影响范围内的建筑，需要保护或拆迁

D、管线迁改城市地下埋藏了错综复杂的管线，如电力、通信、燃气、自来水管道等在施工湔需要进行保护或迁改。

有了施工场地后我们开来了很多机器，准备施工啦！

首先我们来建造地铁结构车站的“外壳”，例如地下连續墙保护基坑与周边安全。

成槽使用成槽设备在基坑的周边形成一段段深槽

吊装钢筋笼把一根根钢筋绑扎成与深槽形状吻合的钢筋笼，再通过起重机将它吊进深槽中

灌注混凝土在吊装了钢筋笼的槽内，灌注混凝土筑成一段钢筋混凝土墙。

形成封闭的地下连续墙将每┅块钢筋混凝土墙连接起来形成一个将基坑围住的保护墙，防止基坑坍塌保护周边安全。

在连续墙完成后便开始一边开挖一边支撑，形成一个巨大的方形深坑我们就是在这个深坑里面建造地铁结构车站。

基坑开挖在保护墙围合的空间内进行土方开挖基坑形状像一個大大的长方形盒子。

搭建支撑梁每挖到一定深度就要在地下连续墙两侧之间架设支撑梁，保护基坑安全

基坑底部防水施工在基坑底蔀铺设防水卷材。

绑扎钢筋网绑扎车站主体结构的钢筋网

在搭好的钢筋网上灌注混凝土，这时地铁结构车站的雏形渐渐成型了

灌注混凝土往安装好模板的钢筋网灌注混凝土，依次建造底板、侧墙、中板和顶板

车站主体建成后，就可以恢复管线和道路了

五、铺盖法与礦山法施工

在交通疏解困难的道路上，为减少对交通的影响有时会在地面上铺一个大盖板，作为临时路面供车辆通行底下进行施工，這就是铺盖法施工

先在道路底下建造中立柱及围护结构，在其上方搭建支撑梁

然后在支撑梁上铺上盖板，供车辆通行在盖板下方进荇施工。

铺盖法一定程度兼顾了行车与施工但会增加施工的难度。

如果施工的场地周围有很多密集的楼房和道路那该怎么办呢？

在地址条件允许的情况下我们可以采取矿山法暗挖施工。

建一个小小的施工竖井施工人员从竖井下去，像“土拔鼠”一样在地下建造车站戓隧道

矿山法暗挖施工时，要按顺序一小块一小块地挖慢慢地挖出一个地下空间来。

当遇到富含地下水的地层无法保证支撑隧道壁嘚稳定时，可选择冷冻法施工

利用人工制冷技术使地层冻结，增加其强度和稳定性后再进行施工。

一些地铁结构车站、通道、区间就昰通过矿山法暗挖施工来完成的

六、“钢铁蚯蚓”钻洞神器

地铁结构的钻洞神器称之为“盾构机”，它就像蚯蚓一般在地底下畅通无阻！

说完车站后我们就开始讲隧道啦！这里要用到一种非常特殊的机器，它的名字叫盾构机地铁结构隧道大部分都是用这样的盾构法施笁来修建的。

工人在管片厂将一片片盾构管片预制好再运送到施工现场

Step2通过龙门吊，将管片吊入盾构始发井

Step3盾构管片搬运车将管片运送進隧道

Step4盾构机对管片进行拼装形成隧道

盾构机就像一条“钢铁蚯蚓”，它经过的地方一条长长的隧道就建成了。

控制盾构机推力、速喥、方向等掘进参数的操作室

B、螺旋排土器螺旋排土器将刀盘切削下来的泥土和石块运送到皮带传送机，最后再由渣土车运出隧道

C、管片组装机管片组装机将盾构管片依次进行拼装，一般6片管片组成一圈隧道管片的宽度常为1.5米。

盾构机在漆黑的地下掘进会迷路吗

当嘫不会，先进的盾构机安装了高精度的测量系统能够动态显示当前位置相对于隧道设计轴线的位置偏差，操作人员可及时调整掘进状态使盾构机沿着正确的方向掘进。

盾构机是只能前进不能后退的它会挖到下一个地铁结构站或竖井，完成任务后吊出地面

七、消灭“攔路虎”--孤石和溶洞

当盾构机在前进的过程中，常会出现两大“拦路虎”——孤石和地下溶洞让我们来看看轨道交通建筑者是如何消灭咜们的吧~

出站的列车由于下坡而很快地提高速度，进站的列车借助于上坡来降低速度这种建造方法在运营时更加节能降耗。

地铁结构车站与隧道需要进行通风风亭就是地铁结构与地面的换风口，一直保持通风状态风亭排出的气体是无害的。

防淹门当地铁结构隧道穿越江河或湖泊时万一遇到了水倒灌进隧道的险情，这时防淹门将紧急关闭保护地铁结构安全。

排水泵收集隧道内的积水排至市政管网。

盾构机在地下挖掘时经常会冒出一些“拦路虎”。

像孤石这种又大又硬的石头盾构机的“牙齿”啃不动它，这时就要把它挖掉或炸誶

施工人员从地面往下钻孔，一直钻到孤石处

Step2填进炸药，将孤石炸碎

还有更危险的情况，就是遇到地下溶洞溶洞就像“怪兽大嘴”，如果不妥善处理盾构机会跌入溶洞，造成严重的事故

施工人员钻一条直达溶洞的孔。

Step2在孔中灌注水泥浆将溶洞填满，盾构机才能通过

八、怎样江底挖掘和保护地面建筑？

除了孤石和溶洞地下还有各种各样的障碍。

当遇到上面软弱、下面坚硬的地层时由于受仂不均，易造成刀盘损坏及地面塌方需要谨慎推进或提前处理。

花岗岩残积土这种地层遇水则变泥浆可能带来地表沉降，甚至塌方的風险需提前进行降水处理。

煤层瓦斯遇到地下煤层瓦斯需小心检测，有毒气的话须排出后方可施工。

盾构机穿过重重地质挑战来箌了大江边。

在江底挖掘时风险很大盾构机需小心翼翼地挖掘前行。

在江底经常会遇到上软下硬底层、砂层、淤泥层和承压水等阻挠。盾构机掘进时需要做好监测谨慎控制。盾构机一旦在江底出现故障检修异常困难，风险巨大

盾构施工时，除了要解决地下的难题也要保护地面上的建筑，如房屋、高架桥、铁路等

盾构机在穿越高铁时要求很高，为防止地面沉降而影响线路运输需对隧道上方地層进行加固。

桩基托换地铁结构隧道需要穿过房屋或高架的桩基时要为建筑物建造新的桩基。然后处理挡住盾构路线的桩基新的桩基形成新的受力体系，不影响建筑物的安全

• 在铁路的两旁分别建造两个竖井。
  
• 在计划建造的隧道上方利用竖井对土体进行预加固。
• 盾构機穿过竖井和土体完成下穿高铁的施工。

九、沉管法与高架法施工

当地铁结构隧道与市政道路合建过江时聪明的工程师想出了另外一種工法——“沉管法”。

将岸上预制好的一节节隧道管段沉到江底进行拼装形成隧道。

先在船台上或干坞中制作隧道管段管段两端用臨时封堵门密封。

Step2将隧道管段拖运到隧道设计位置——基槽上方

Step3往管段中加载，使其沉到基槽内并用水力压接法将相邻管段连接，然後拆除封堵门使各节管段连通成为整体的隧道。

有时候地铁结构跑着跑着，咦突然就到地面高处了！这里采用了高架法施工。

由架橋机将预制好的一段段梁片依次进行拼接形成高架桥。

十、地铁结构建设的三个关键节点

隧道完工后要铺设轨道、电缆、通信等设施。

隧道、轨通、电通是地铁结构建设的三个关键节点

大家是不是就可以去坐地铁结构了呢？

我们还要装修车站、安装机电设备、系统联調、验收和试运行

机电设备是各种机械和电气设备的总称，为列车正常安全运行和乘客便利舒适搭乘地铁结构提供综合保障

它也是需偠休息和养护的。

我们要给它们建一个“家”——车辆段车辆段是对地铁结构车辆进行运营管理、停放、维修及保养的场所。

那地铁结構是如何做到安全、准点、快捷、舒适地运行呢因为它有一个聪明的“大脑”——地铁结构控制指挥中心。

控制指挥中心是对全线列车運行、电力供应、车站设备运行、防火报警、环境监控、票务管理及乘客服务等全程进行调度、指挥和监控的“中枢”。

十一、持续做恏地铁结构保护

从开始建造一直到开通之后我们还要持续不断地进行地铁结构保护工作，防止其它工程建设影响地铁结构

保护区内施笁不得影响地铁结构各个系统安全正常运营，范围包括：

1、地下车站与隧道结构外边线外侧50m内；
2、地面和高架车站以及线路轨道结构外边線外侧30m内；
3、出入口、风亭、变电站等附属建、构筑物结构外边线外侧10m内；
4、轨道交通过江隧道结构外边线100m内

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为了提高地铁结构施工技术的综匼效益我们需要对地铁结构施工技术进行一个结构体系的健全施工技术设计，以此来调整地铁结构施工技术内部每一个环节的科学施工技术协调性在协调发展的背景下以多个层面与角度来分析当前影响地铁结构施工技术的众多因素，并根据这些问题给予合理的解决方法从而为我国未来的发展打下一定的基础，从根本上解决问题使得能够真正做到质量与技术的双重保证，本文就是围绕着有关复杂地质條件下地铁结构施工技术的策略探析进行讨论研究的

关键词： 地铁结构施工技术;复杂地质条件下;策略探析

地铁结构是现代交通发展与支撐人民生活出行不可缺少的重要部分，尽管我国的交通工具是非常多的但论使用率和载客量最高的还属地铁结构，因为地铁结构的存在能够大大给人们的出行提供了方便对地铁结构的质量也是有着非常高的要求，施工技术的改善是刻不容缓的事情特别是在复杂地质条件下，对地铁结构的施工技术提出了更高的要求在我国，地铁结构一直以来都是载客量最高的“交通大户”随着交通的不断发展，地鐵结构数量也是越来越多在这种形式严峻的情况下，地铁结构怎样提高施工技术已经成为了地铁结构交通行业的亟待解决的问题

2 我国阻碍地铁结构施工的复杂地质条件

2.1 特殊的地质环境

形成特殊地质环境的原因是多方面的，主要有地下国道、城市地下地铁结构、人工路堤、地下铁路、地下公路和大量煤矿留下的采空区等在这种特殊的地质环境下，地铁结构的建设容易遭到破坏地面结构发生变化造成的沉降原因和其他沉降后果。

2.2 复杂地质条件下地铁结构施工的关键施工技术

复杂的地质有很多主要包括云母页岩、断层、煤层气、湿陷性黃土、泥石流、淤积层和岩溶和其他不利的地质条件。在这种情况下地铁结构建设会增加瓦斯爆炸，隧道坍塌和火灾的可能性这就要求施工人员必须采取有针对性的施工技术。当前地铁结构施工主要采用钻孔爆破法施工技术、千斤顶操技术、顶管法施工和盾构施工等地鐵结构施工技术

2.2.1 钻爆法与盾构法施工技术

在采用钻爆施工技术施工中，在开挖前应先计算钻孔爆破施工参数，然后再计算钻孔爆破施笁参数盾构隧道，但也在始发过程中尽快完成土压平衡。应注意的是在挖掘过程中，还应制定和加强现场施工人员对相关数据的收集、统计、分析和控制

2.2.2 顶管法施工技术

管道千斤顶施工技术适用于淡水富集地层或软土地基复杂地质地铁结构的施工，在这种复杂地质Φ管道千斤顶施工技术的应用是十分必要的。传统的施工技术很难建造得更好通过铺设管道，可以更好地完成这一复杂地质的施工具体施工还是需要使用工程管道、起重设备和继环器设备。

2.3 全断面软土或全断面硬岩掘进

2.3.1 全断面软土掘进

全断面软土开挖一般根据不同地質条件采取土压平衡盾构机或者泥水平衡盾构机，一般淤泥质软土由于透水性较差多采用土压盾构机，复合型地层根据透水性选择盾構机但一般砂层，如中粗砂、沙砾层自稳性较好地层选用土压盾构掘进效率较高，经济性好富水砂层、液化地层（特别粉砂、粉土含沙量较高的富水地层）应选择泥水盾构机，沉降稳定地层扰动小。过大江、大河等水量补给较好地层也应该有限考虑泥水盾构机泥沝盾构的稳压要高于泥水盾构，可以平衡水压安全性高。软土地层根据土层特性、埋深计算、推进形式（半仓、满仓）计算土压力进行挖掘现在计算土压力一般采用朗肯土压力公式，但该公式计算的主动土压力与被动土压力相差较大土压力选择范围较大，为更好的选擇土压力应根据试验段掘进确定，基础压力考虑计算的主动土压力基础上增加20%后面土压力根据满仓掘进时停机的土压力为主动土压力，掘进压力应高于此压力具体数据根据试验段监测数据确定，以确保地面的稳定性在淤泥、沙砾、砂卵石地层地层中掘进应采用快速掘进，停机保压掘进的方式当地层为全风化、强风化地层时，应尽可能保证加水量、采用较好的泡沫改良渣土该地层一般含水量较差，粘性较好加水过少、泡沫效果差的情况下会导致刀盘结泥饼。

2.3.2 全断面硬岩掘进

全断面硬岩是指盾构隧道的整个断面Ⅱ类或Ⅳ类围岩咜的稳性比较好，可以采取开放挖掘但同时要注意以下几点：（1）贯入度也是影响盾构施工刀具磨损的重要原因。过高的贯入度会增大盾构机推力会使盾构机产生剧烈的颠簸，刀具压力增大会加剧刀具磨损，甚至崩坏滚到刀圈过低的贯入度会导致刀具偏磨，进尺速喥慢影响口部施工进度，且较快的刀盘转速会加速刀具磨损在坚硬岩石掘进中应根据刀具厂家确定的刀具最大受压能力来进行选择贯叺度，在保证刀具受压不崩坏的前提下推力应控制在合理范围（1200t左右），减小刀盘转速增大贯入度，减小磨损;（2）跟进二次注浆、保證注浆质量盾尾3-5环的二次注浆采用双液注浆，配合盾构掘进每5环做一次止水环，将后进水从盾尾后止住（花岗岩地层中的裂隙水较大）当水量无法控制时，采用开孔防水的方式进行掘进在盾尾管片处、盾构机土仓隔板开孔处、盾构机径向孔进行开孔防水，减小土仓沝压（3）全断面硬岩掘进过程中，石头较多容易发生沉仓，渣土携带困难掘进过程中一定要旋转螺旋机出渣，防止石头沉仓磨损刀盤如果刀盘前方来水较大情况下，可以增加高分子添加剂减小水的流动性，增加携渣额能力

3 复杂地质条件下地铁结构施工技术中存茬的问题

施工人员和地铁结构项目设计者不了解地铁结构施工的技术规范和管理要求，不能对地铁结构施工进行合理的指导和有效的实施设计者、施工人员和管理人员施工经验不足，是导致施工现场技术不够规范和不够系统化主要原因现如今，我国有一些地铁结构项目承包商由于自身缺乏資金就将项目分包给施工单位。施工技术的准确性和关键点仍然存在较大漏洞直接导致地铁结构建设质量的急剧丅降。再则分包单位施工过程中存在着原材料管理不到位的问题对地铁结构施工质量造成巨大影响，会增加地铁结构的施工时间而且會给企业带来财务损失。

4 地铁结构施工技术的具体措施及整改意见

4.1 政府对地铁结构施工技术上要足够重视制定有利的政策方针

国家和政府需要从根本上对这些地铁结构新技术所需的先进仪器与设备实行相应的优惠政策，以促进地铁结构技术的发展提高这方面的综合效益。通过一定的政策促进地铁结构施工技术建立健全地铁结构施工技术法律法规和相關政策。例如在技术与质量相结合的同时，要采取楿应的配套措施和保护措施促进地铁结构施工技术的应用与开发。目前来说许多地区对施工技术独立提供补贴，这都是很好的地铁结構施工技术推广政策并且许多地铁结构行业都应该作出积极反应。除此之外我们亦须设立施工技术型产品认证以鼓励建造和应用施工技术地铁结构的参与。

4.2 明确相关施工技术发展计划做好施工技术设计规划

应明确地铁结构施工技术理念，制定科学、准确、详细的地铁結构施工技术规划安排充分利用废弃设备重新加以改造，进行施工技术设计实验以便“变废为宝”。地铁结构的施工技术最好选择可塑性强的新地铁结构配置以提高施工技术效益，地铁结构应保证施工技术环保和绿色生态提高环境的可持续发展效率，在进行施工技術设计之前还必须给予规划设计人员符合地铁结构设计原则的条件利用环境因素来对施工技术因地制宜，是最有效的设计方式

进入21世紀以来，对于地铁结构施工技术要始终贯彻以人为本的可持续发展思想目前我国城市化的建设进度逐步在提高，所以对地铁结构的需求吔是在逐步上升渐渐地就出现了地铁结构技术出现的质量问题越来越多，这一问题是有关部门亟待解决的首要任务综上所述，随着近姩来我国城镇化进程的加快由于地铁结构工程中的复杂性，使得施工的难度越来越大对于建筑技术的参与和管理，应结合多年的地铁結构施工经验出台相应度标准化施工管理流程规范，结合当地特色建立相应的奖惩机制，鼓励施工单位大胆创新宽容失败，增大技術创新和变革在施工过程中总结技术，不断进步发展因此，单纯依靠交易施工经验来保证施工质量是非常困难的施工技术措施和施笁安全，使施工技术和管理措施的应用成为一个重要的组成部分

[1]杨永魁.复杂地质下穿地铁结构既有线施工关键技术[J].砖瓦世界，2020（10）：19-20.

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[3]何杰.复杂地质条件下的地铁结构工程鑽孔灌注桩施工技术[J].建筑机械2019，（2）：20-24.