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摘要：随着城市化进程的加快，地下空间的开发利用面临巨大的机遇和挑战。施工技术作为地下工程施工的前期环节和主要组成部分，是决定城市地下工程成败的关键。本文对我国城市轨道交通地下工程的施工技术现状与发展做了简单介绍。
关键词：城市；轨道交通；地下工程；施工技术
引言
随着我国经济的快速发展和科技的进步，我国城市化水平不断加快，导致了人口急剧膨胀，城市交通拥堵问题日渐严重。为了缓解城市交通拥堵，节约土地资源，城市地下空间的开发和利用具有现实的意义。
1城市轨道交通地下工程建设特点
从地层特点分析，目前我国城市轨道交通地下工程的建设主要包括软弱地层、岩层、软弱地层与岩层的交变和砂卵层四种，其中软弱土层的地下车站和隧道的修建都是在软土层中进行的，如上海市；岩层以重庆和青岛地区为典型；软弱地层与岩层的交变的代表城市如南京、广州等地；卵层地区主要有成都、北京等地。受地质条件的影响，不同地区的施工方法不尽相同，因此，在地铁建设过程中，施工技术呈现出显著的多样性。
在我国经济发展匿乏区，施工设备比较落后，在选择施工方案时，主要考虑建设的经济性。自改革开放以来，我国经济明显好转，施工技术也逐渐趋于成熟，开始注重以人为本和环境保护。现在，为确保投资可以最快地发挥作用，收获利润，从而提高经济效益，人们对于一个工程的施工期限要求较短，同时，决策部门在选择施工方案时，也会尽可能地缩短建设周期。针对工期的要求，也需研发新的方法。
2城市轨道交通地下工程盾构法施工技术分析
2.1盾构法施工技术
盾构法具有起步较晚却发展迅速的特点，我国盾构法施工研究起于上世纪的60年代，上海隧道公司对上海的淤泥质土和粉土进行了试验，获得了地铁盾构隧道设计和施工的经验，先后使用了敞胸手掘式盾构施工技术、干出土网格式盾构施工技术、水力出土网格式盾构施工技术以及土压平衡式盾构施工技术。上海地铁一号是盾构施工技术的首次采用，为软土地区地铁施工提供了经验。盾构施工技术还包括了方向定位和纠偏的控制系统，网络技术、测量技术以及多媒体技术。盾构法施工还包括了工程的防水，包括管片结构和管片接缝的防水，目前我国盾构隧道多是采用的橡胶密封垫止水带。
2.2盾构隧道的结构设计
圆形盾构结构设计所需要解决以下问题：首先，管片的分块、拼装方式；其次，管片的厚度和宽度；最后，防水结构。这需要建立合理的计算图式和获得相应的计算参数。上海地铁盾构隧道的管片的厚度为450mm，宽度有900mm，1000mm和1200mm等3种，拼装方式有通缝拼装和错缝拼装两种。广州地铁2号线盾构隧道在结构设计方面有所突破，管片的内径为5400mm，外径为6000 mm，厚度为300mm，宽度为1500mm，每环分6块，单块的最大重量达4.2t。目前，在总结既有实践的成功经验基础上，管片的宽度已逐渐增加，以减少接缝的数量，但宽度的增加受最小曲线半径和盾构灵敏度的限制。
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2.3盾构隧道的施工控制
上世纪60年代盾构隧道施工，常采用气压平衡盾构，在软土地层中施工时还须辅以降水法；即使如此，盾构顶推过程中引起的最大隆起和沉降量达±16cm，高程和平面的轴向偏差量也大致为±16cm。80年代后期，我国研制了土压平衡式盾构机，并在此基础上不断开发研制了新的注浆工艺，对于控制地层损失或失水引起的沉降起了重要的作用。盾构施工的控制系统，包括方向定位和纠偏等，已综合了多媒体技术和网络技术，但施工中最为常用的技术还是常规的测量定向。
2.4盾构隧道的防水
盾构隧道的防水包含两方面的内容：一是管片结构的自防水；二是管片接缝的防水。前者可以通过材料的选取等手段进行控制，而后者则是盾构隧道防水的重点。目前国内盾构隧道的接缝防水大多采用遇水膨胀橡胶密封垫（止水带）。止水带在安装中难免产生错缝，分别为准确就位和错位10mm的两种情况。试验表明，当张开量均为5mm时，不错位的防水压力大于0.8MPa，而错位10mm的防水压力仅为0.3MPa。接触应力分析表明，错位后的接触应力小于不错位情况，所以盾构隧道施工中的管片的安装精度将直接影响到隧道的防水能力。
3城市轨道交通地下工程施工技术的发展分析
目前，城市地下工程施工技术发展迅速，各种方法和技术屡有创新和突破。结合已有资料和我们对该问题的认识，从我国的实际情况出发，主要的发展趋势如下：
3.1重视TBM和盾构机的引进、消化、应用和开发
开发的方向应当是降低成本、提高质量、施工速度快、使用寿命长等。此外，要使盾构技术产品化、系列化，盾构管片设计和施工符合自动化、省力化、高速化以及经济化的方向。TBM隧道掘进机和混合型盾构掘进机的研制和应用。通过研发，使其更好地适应于复杂地质条件，使掘进机向着机械、电气、液压和自动控制一体化、智能化设备方向发展。
3.2充分利用高科技
开发多媒体监控和仿真系统、三维仿真计算机管理系统，实现管理信息化和智能化。深入研究和充分利用信息技术，重视隧道动态设计与动态施工，提高施工技术水平。充分利用先进的监测技术和方法，特别是“3S”技术等，建立对地表及地下产生形变、位移的数据库，并开发有关自动评判分析系统；进行有关地表荷载及地下空间开拓的仿真模拟试验，以探索自然及人工开拓的复合因素作用下，地下工程施工一地质一生态环境的相互作用机理与藕合效应，为地下工程安全评价提供依据。
3.3建立健全相关制度
制定相应的有关城市地下工程规划、勘察、设计、施工等技术和经济方面的法规、标准等，以保证有法可依，有章可循；引进、消化、吸收国外先进管理方法和经验，进行本土化改造和自主创新研发，从制度上给予科学合理的保证。
3.4掌握施工新技术
牢固树立和坚持技术可行、安全可靠、经济合理、环境优好的理念和原则，综合、灵活地运用各种可能技术手段，适应于城市地下工程未来的大型化、深层化、综合化、复杂化等发展趋势。努力实现城市地下工程施工新技术（新材料、新机械、新工艺）与规划勘察技术、设计计算技术、环境保护技术、安全防灾与管理技术等的配套化、系列化、规范化和国际化。
综上所述，随着经济的发展和城市化进程的加快，地下空间开发的力度越来越大，地下工程施工技术发展出现新的趋势。首先，技术的综合开发利用。城市地下空间开发需要满足多种使用功能，在立足城市整体建设的基础上发展交通和商业，地下空间不再是孤立的，空间组合形式将更加的灵活，空间整体将有机化和丰富化。其次，设计理论将得到进一步的发展。随着地下工程施工技术的发展，地下工程规划和设计理论也会得到不断的完善和发展，地下空间将会作为三维发展空间进行设计，技术人员将会在设计理论的基础上对城市地下空间进行更加合理和科学的设计。再次，开发技术将不断发展。目前我国地下空间土木开发技术较为先进，地下施工自动化技术和电气控制技术还和国外有一定的差距。城市轨道交通地下施工新工艺和新材料也会不断涌现，地下环保控制将会得到重视，地下空间设施会更加的高效、安全、舒适、美观。
结束语：在未来的社会发展中，我国城市轨道交通建设项目会越来越多。在不断的实践过程中，我们要积累经验教训，发现问题、解决问题，提高施工技术水平，促进我国城市轨道交通建设的可持续发展。
参考文献：
[1]赵小燕.城市轨道交通地下工程施工技术探讨[J].北方交通，2015，09：109-112.
[2]何紫薇，万承刚.我国轨道交通地下工程的防水技术分析[J].山西建筑，2013，22：82-84.
论文作者:白贺媛
论文发表刊物:《基层建设》2016年8期
论文发表时间:2016/7/13
标签：盾构论文; 管片论文; 地下论文; 隧道论文; 施工技术论文; 城市论文; 技术论文; 《基层建设》2016年8期论文;