摘要：交通的发达程度往往反映着一个地区的发展程度，面对越来越快的生活节奏，便捷快速的地铁出行已经成为人们的主要公共交通方式之一。但是地铁轨道工程的建设有较高的技术要求。在实际的地铁改造施工中，是需要挖掘隧道来实现线路取直，进而减少工程量、降低成本，在这种情况下，就需要我们对不同的地质条件类型进行研究，寻找到合适的施工技术，确保地铁隧道施工的有效性和安全性。
关键词：地铁轨道；改造维修；技术分析
引言：在交通运输业的快速发展下，我们拥有了更多的交通建设方式，如今，公路、地铁以及跨度大的地铁运输都成为了人们生活中必不可少的一部分。由于地铁线路较长、载货载客能力强，十分适合用于城际间的交通，因此在当下，我们需要对地铁施工改造提出更高的要求，让其更加的可靠、安全。本文将以“运营地铁轨道改造维修施工关键技术分析探讨”此题目对各类复杂地质条件下进行地铁隧道改造维护施工的问题以及施工技术要点进行分析和讨论。
一、地铁隧道改造维修施工的各项影响因素
地铁隧道建设工程量浩大并且设计使用年限很长，所以要充分考虑可能对工程建设或使用的影响因素。不考虑路线设计因素，在建设过程中，主要有地质构造条件、施工技术条件、经济条件以及生态需求等方面的影响因素。
（一）地质构造条件
地质构造条件是整个地铁隧道工程施工策略实施方向的主要影响因素，其主要包括地形地貌、地质结构、土体类型等因素。土体的性质是一项重要影响因素，如土的渗透性，土是一种三项组成的多孔介质，其被液体透过的性质称为土的渗透性，在隧道开挖过程中需要考虑土的渗流量问题，在渗流过程中，土中的渗流会对土粒施加作用力，当渗流力过大时，就会引起土体移动，产生渗透变形，甚至渗透破坏如边坡破坏、地面隆起等失稳问题。[1]土体在压力作用下体积缩小的特性称为土的压缩性，要考虑到土的应力历史，即土的先期固结压力，对正常固结土、超固结土和欠固结土分别采取施工措施。其中还有土的粘性对抗剪破坏能力，沉降量，岩体整体的向斜或背斜构造，节理特点等。所以在地铁隧道施工前要对地质构造条件有充分的考察。
（二）施工技术要求
对于不同的施工条件要采取不同的技术措施，如上文提到的土的渗流，在预估渗流影响时，主要实验方法有室内的常水头法和变水头法，室外的现场井孔抽水实验和井孔注水实验。粘性土由于渗透系数很小，难以直接准确测量，所以适宜采用变水头法，根据达西定律求得渗透系数，在隧道施工中根据结果采取相应的技术措施。地铁隧道的稳定性与土的抗剪强度有直接关系。[2]
这些问题计算中，必须选用合适的抗剪强度指标，其不仅与土的种类有关，还与土样的天然结构是否被改变，室内试验时的排水条件是否符合实际有关。土的抗剪强度指标通过室内或现场测定，主要实验有室内的直接剪切试验、三轴压缩试验、无侧限抗压强度试验和现场的十字板剪切试验。在测定无粘性土边坡的抗剪强度指标时要采用室内天然休止角实验。然后根据朗肯公式、库伦公式等得出结论，采取相应的地铁隧道施工技术措施。[3]
（三）做好对施工设备的更新与维护
由于现在工业领域所涉及的生产设备更新换代的频率逐渐加快，所以在道路与桥梁工程中施工团队要根据施工需要与原有施工条件进行对比，合理对施工设备进行选择与更新。在施工过程中，施工机械设备十分容易受损，那么就需要对其做好日常的保养工作，及时更换隔离耐磨层，及时涂抹润滑油，一旦出现大型故障一定要在第一时间进行专业的检修，当设备性能无法满足国家要求标准后，应立即停止使用。
（四）完善施工规划设计
在一项工程中，设计出较为明了的施工规划是十分重要的，因此在进行道路与桥梁工程施工时需要拥有较为清晰的施工工作板块划分，明确施工单位各部门的工作内容与工作时间，明确各项作业之间的衔接工作，对施工时间、施工地点、工程生产、运输等各方面做出准确的规划，确保工程整体的协调性，提高施工效率。
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二、地铁隧道改造维护施工中的设计参考因素及主要问题
（一）地铁隧道改造施工设计参考因素
地铁隧道施工中的主要参考因素有地形地貌、工程地质条件、隧道主体的周边情况等。隧道选址处的地势、山坡坡度、植被分布生态特征等都是地形地貌因素；工程地质条件如岩层构为向斜还是背斜，岩体节理特征等，对隧道有不同的要求；隧道周边的环境影响也是不可忽视的，如地下给排水管道、电气管道、周边大型建筑等。包括但不限于以上的影响因素都是在地铁隧道施工中不可避免的问题，需要相关人员做好技术设计和防护。
（二）易渗水地质问题
在部分地铁隧道建设中，会出现渗水问题，由于地铁隧道施工工程量较大，往往会对工程周围的岩体产生影响，尤其节理较多的岩石更容易受到影响，或是在级配不良的土层中会发生管涌和潜蚀现象，造成地面大量失水，引起地面沉降等。从而对地铁隧道的衬砌结构产生影响，甚至破坏隧道。
（三）衬砌结构破坏问题
当上层开挖隧道时，势必引起土中应力变化，土中应力会引起土体变形，使地铁隧道发生沉降、倾斜、或是水平位移。当这种变形过大时，就会影响隧道的正常使用，甚至导致强度破坏，发生突破失稳。新近沉积土、近期人工填土的压缩固结不完全也会导致沉降不均匀产生衬砌结构破坏。
三、地铁隧道改造维护施工问题应对对策
（一）隧道渗水的解决对策
为了防止地铁隧道工程受渗水现象的影响，应在隧道内部侧壁做了很好的防水设施，使得地基内部不会由于渗水而产生不稳定等影响。在地铁隧道施工中，经常会出现大量降雨或者挖到地下泉的问题，可以通过在隧道内设置排水沟或者深水井等方式将意外渗水引出隧道。这样基本可以解决基本的渗水情况，但是在施工中依然要设置大量渗水时的逃生设施，以确保施工人员的安全。
（二）土方开挖问题及解决方法
很多施工单位对于土方开挖没有给予相对的重视，因此在土方开挖时出现很多的问题，土方开挖影响着地铁隧道施工的完整实施。在土方开挖时，由于没有做好地质调查，遇到了很多问题；或者由于监管不力，导致土方开挖过程中施工不合理，存在很大的安全问题，不仅延误了工期，而且影响了工程质量。因此，我们采用分段开挖的方法，这样不仅可以解决土方难以开挖的问题，也可以解决土方运输的问题。
（三）地质结构破坏问题的解决办法（利用支护技术）
在我国目前的地铁隧道施工中，采用的支护技术大多是重力式挡土墙支护结构、悬臂式支护结构和混合式支护结构三种。其中，重力式挡土墙支护结构是设置水泥挡土墙格挡隧道四周土层，需要很大的挖掘深度，但是其稳定性最好；悬臂式支护结构是在土层中嵌入支护结构，它所需的挖掘深度较小，依靠自身的嵌入产生重力，来使周边土层产生一个较为稳定的状态；混合式支护结构是通过锚杆或者喷射混凝面涂层，使整个隧道内部横切面处于稳定的结构。在实际的施工当中需要结合实际情况，考虑施工要求、隧道特点与地质情况选择恰当的技术进行施工，以保证地铁隧道支护施工的稳定可靠。
小结：
在各种复杂的地质条件下进行地铁隧道改造维护施工是十分困难的，需要施工团队使用到更加安全、有效的施工技术与施工策略。笔者在文章中提到了一些个人的观点与建议，其中可能有不够全面的论述。在当下的地铁隧道施工工程中仍存在着很多难以解决的问题，有很多地方的复杂地质导致我们无法挖掘隧道甚至一些隧道在投入使用后出现塌方的问题。因此，希望科研人员在今后的研究中能够探索出更加有效的地铁隧道施工方法，为我国交通工程的更好发展打下基础。
参考文献：
[1]王小龙.复杂地质条件下公路隧道施工技术要点探析[J/OL].交通世界,2018(28):100-101[2018-12-11].https://doi.org/10.16248/j.cnki.11-3723/u.2018.28.125.
[2]王小龙.复杂地质条件下公路隧道施工技术要点探析[J].交通世界,2018(28):100-101.
[3]史勇勇.复杂地质条件下隧道施工技术和安全管理[J].智能城市,2018,4(17):107-108.
论文作者:严清,柯圳佳
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/27
标签：隧道论文; 地铁论文; 地质论文; 结构论文; 土方论文; 条件论文; 因素论文; 《电力设备》2018年第29期论文;