探究市政工程中地鐵建設概況與修建技術

摘 要：隨著城市交通運輸體系不斷發(fā)展，城市居民的出行選擇越來越多。為了緩解城市路面交通運輸壓力，近年來，各大城市紛紛加大對地鐵項目的投資力度，新建地鐵線路數(shù)量持續(xù)增長，從而推動了地鐵工程建設的快速發(fā)展。地鐵工程具有工程量大、工藝要求高、風險隱患多等特點，這就需要結合地鐵工程建設區(qū)域實際情況，采用先進的修建技術，以保障地鐵工程最終的建設效益。基于此，本文分析了市政工程中地鐵建設概況，并深入探究了地鐵工程的修建技術。

關鍵詞：市政工程；地鐵；修建；盾構；車站文章編號：2095-4085（2025）02-0117-03

0 引言

近年來，各大城市居民人口數(shù)量逐年提升，導致城市面臨著空間不足、交通擁堵等問題。特別是在出行方面，人口增多造成交通擁堵現(xiàn)象十分嚴重，增加了安全風險發(fā)生頻率，不利于城市長期穩(wěn)定發(fā)展。在此背景下，地鐵工程修建成為了社會關注的焦點話題。地鐵具有運輸效率高、載客量大、不受地面交通管制影響、節(jié)能性好等優(yōu)勢。因此，各大城市為了降低城市交通壓力，紛紛修建地鐵工程，完善了城市交通運輸體系。地鐵工程的修建質量直接關乎其運營效率與安全性，故而強化地鐵工程修建技術的研究具有至關重要的意義。

1 市政工程中地鐵建設概況

1.1 主流施工技術

地鐵工程的主體施工包括車站、隧道、設備設施3大方面，不同施工主體包含多種施工技術。

（1）地鐵車站。地鐵車站施工可分為明挖法、逆作法、鑿巖機法、礦山法等，無論采用哪種施工工藝都要結合地鐵車站施工場地的地質水文條件以及周邊情況等開展作業(yè)，以保證施工的經濟性和安全性。

（2）地鐵隧道。地鐵隧道施工技術包括盾構法、明挖法、礦山法等，同樣要根據施工場地實際情況對施工工藝作出合理的選擇。

（3）設備設施。地鐵工程中包含空調、照明、通信、消防、安檢等多項功能，其中涉及到諸多電氣設備及其輔助裝置，為了保障地鐵工程施工整體質量，必須要做好設備設施施工作業(yè)，從而滿足地鐵項目的運營標準［1］。

1.2 工程概況

某地鐵2號線全長40.1km，全部為地下線路，設一段一基地，分別為位里莊車輛段、梁王車輛基地。全線共設車站33座，其中換乘站16座，分別與1號線、3號線、4號線、6號線、7號線、8號線、9號線及遠期線等14條線路換乘；全線平均站間距為1.24km，最大站間距2.24km，最小站間距0.58km。車輛采用6輛編組A型車，設計最高速度為80km/h，采用DC1500V架空接觸網授電（見圖1）。

本地鐵工程施工特點如下。

（1）工程實施難度大，穿越老城區(qū)，征拆、管遷壓力大。

（2）施工環(huán)境復雜，7次下穿不同類型的鐵路工程。

（3）換乘功能強，綜合樞紐多，銜接3大鐵路樞紐，換乘站占比48%。

（4）地質條件復雜，穿越四大不同工程水文地質分區(qū)。

（5）預留預埋工程多，8座車站及4處區(qū)間已預留預埋。

（6）泉水核心區(qū)下游作業(yè)，線路于泉水下游通過。

2 地鐵車站工程修建技術

全線共計33座車站，其中包括4座特級站，11座一級站，17座標準站。車站設計著重于開敞空間的軸線對稱性，核心區(qū)域融合折跑樓梯與無障礙電梯的組合布局。車站規(guī)模得到有效控制：公共區(qū)總長90m，標準段寬20.9m，高15.04m。同時，強化公安安全、便民服務、空間美學及運營效能，并縮減售票機配置（見圖2）。

2.1 圍護結構設計

車站基坑開挖前必須要結合地質勘察數(shù)據信息，展開圍護結構設計。本工程采用“一槽兩鉆”的方法進行鉆孔探邊、注漿填充作業(yè)，須確保工程范圍內所有巖面土洞得到妥善處理。如果底板下2～10m范圍內存在砂層，則要根據實際情況采取處理措施。綜合考慮車站周邊條件、地質情況、經濟效益等因素，本車站的圍護結構采用地下連續(xù)墻，墻體厚度為1000mm，嵌入深度在10～35m之間。在圍護結構中采用三道豎向支撐，第一、第二道支撐采用鋼混結構，第三道支撐為鋼結構，基坑中心處設置一道臨時中立柱［2］。采用計算機軟件仿真模擬，得出連續(xù)墻最大位移量發(fā)生在第一道支撐拆除時，最大位移參數(shù)為28mm。

2.2 槽壁加固

針對基坑開挖中存在的突涌風險，車站工程采用了三軸攪拌樁加固工藝，加固深度不小于基底下20cm。由于基坑側壁有填土、淤泥土、沖洪積砂層，導致坑壁穩(wěn)定性不足，為保證連續(xù)墻的穩(wěn)定性以及避免對周邊建筑造成影響，在靠近建筑工程、線路側采用單軸攪拌樁加固槽壁，加固深度要求不小于砂層底部的1m深度。

2.3 連續(xù)墻接頭封鋼板

隨著車站開挖工作持續(xù)進行，連續(xù)墻深度也隨之增加，在接頭部位容易產生開叉問題，在富水砂層區(qū)域，接頭開叉處由于較為脆弱，容易出現(xiàn)涌水涌沙事故。為了降低基坑開挖風險，項目決定采用加封鋼板措施，作用于連續(xù)墻的接頭處。鋼板寬度為400mm、厚度為10mm，近工字鋼和遠離工字鋼的連接方式分別采用焊接及螺栓連接，以保證與連續(xù)墻連接的穩(wěn)定性。此外，為避免產生基坑涌水等風險事故，除了采用快速封底、加密監(jiān)測等措施，還采納了將底板下翻梁調整為上翻梁的優(yōu)化方案，以此縮減開挖深度，有效減輕對底層土層的擾動程度［3］。

2.4 基坑作業(yè)效果

得益于上述修建技術的采納，本項目工程在基坑開挖階段成功規(guī)避了任何安全事故風險的發(fā)生。結合施工中監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據表明，項目維護結構最大變形量為27.36mm，發(fā)生于地下11.5m處。除了基坑圍護結構外，開挖施工對周邊建筑的影響作用均在可接受范圍內。

3 地鐵隧道修建技術

本項目穿越的地層包括黏性土、砂類土、碎石類土，為奧陶系灰?guī)r（巖溶發(fā)育）以及燕山期閃長巖輝長巖（風化不均），盾構作業(yè)中必須要結合土質條件開展作業(yè)。

3.1 前期準備

隧道施工前做好周邊調研工作，對車站及其周邊環(huán)境再次進行評估?？紤]到盾構施工時需要穿越既有隧道工程，所以分析內容必須要涵蓋穿越隧道時的影響程度，并全面掌握其他地鐵線路的尺寸、結構以及周邊土質條件等相關信息，包括盾構下穿前后30m范圍內既有隧道的位移量、滲透情況、變形量等各項參數(shù)，從而保證盾構施工方案的有效性。根據前期調查結果確定盾構穿越的具體位置，結合設計圖紙信息，判斷穿越區(qū)域是否靠近聯(lián)絡通道、端頭井等特殊空間區(qū)域，必須精準掌握2號線路與其他線路的相對關系和相對距離［4］。

3.2 控制切口土壓

在盾構作業(yè)過程中，需精確調控切口土壓參數(shù)，密切關注盾構切口處的地層擠壓狀況，并嚴格把控盾構背部地層的沉降量。同時，由于總推力、出土量、掘進速度、土壓差等會直接影響切口平衡壓力，應做好此類參數(shù)的控制，確保在施工方案標準范圍內。在需穿越既有隧道區(qū)域時，土壓控制顯得尤為關鍵。為此，可預先開展仿真模擬實驗，以精準調整土壓參數(shù)，確保盾構機能在最優(yōu)運行參數(shù)下實現(xiàn)連續(xù)、穩(wěn)定的掘進作業(yè)。同時，為了降低平衡壓力波動問題，還要控制欠挖、超挖等情況，并實時記錄挖掘信息，一旦檢測到異常數(shù)據必須要停機查找原因，以避免因超挖問題造成結構失穩(wěn)或土體坍塌事故。對于穩(wěn)定性較差的土層，應一邊掘進一邊采用坑壁注漿加固措施，并加強施工變形監(jiān)測，從而避免土層受到過大擾動影響產生較大變形問題（見圖3）。

3.3 掘進作業(yè)

正式盾構施工作業(yè)前，應先選取試驗段開展試掘進施工，以確保所選掘進參數(shù)達標。試掘進期間，需要按照施工方案開展作業(yè)，設備出口后對前100環(huán)數(shù)據進行深度分析，判斷是否滿足實際作業(yè)標準。掘進施工期間，先將盾構機調節(jié)到標準作業(yè)參數(shù)，確認無誤后即可正式掘進。要保持盾構機掘進姿態(tài)，實時調控盾構機前進方向，以避免產生過大偏移，并嚴控掘進機的刀盤轉速、掘進速率等參數(shù)，可派專人負責實時觀察盾構機的運轉數(shù)據［5］。

3.4 同步注漿與二次注漿

盾構作業(yè)中，為避免產生地面沉降問題，必須要采用注漿加固方案?？赏ㄟ^砂漿試驗確定最佳的配比參數(shù)，制備早凝早強砂漿。同步注漿中，應保證砂漿注入的連續(xù)性、均勻性，以避免流量或過壓過大、過小，要與掘進速度相匹配，并實時調節(jié)壓力注漿參數(shù)。同步注漿可能存在遺漏點和缺陷，需要采用二次注漿進行補充，可使用單液水泥砂漿，必要時也可以采用雙漿液，按照多點、多次、適量、均勻的原則進行二次注漿。應嚴控隧道變形量，以減少隧道結構間的相互影響。

4 地鐵設備安裝工藝

2號線采用集中供電方式，沿線有大楊莊主所、灘頭主所以及新建經一緯六主所。經一緯六主所由上級城網齊福變電站和新南郊變電站各引一路110kV電源。正線設置18座牽引變電所，車輛段和車輛基地各設置1座牽引變電所，最大牽引間距3123m，最小牽引間距1069m，平均牽引間距2172m；供電分區(qū)采用大分區(qū)、雙環(huán)網接線，開環(huán)運行，分為6個供電分區(qū)。正線采用DC1500V剛性架空接觸網，擬選取個別典型車站進行供電智能運維系統(tǒng)試點建設，其余車站預留建設條件［6］。

車站通風空調系統(tǒng)依據站臺需求，采用可調節(jié)通風功能的站臺門系統(tǒng)設計，各站自設冷源（電力制冷）。出入口通道長度超過60m時，設空調、排煙系統(tǒng)。設置雙活塞風道、雙端大系統(tǒng)空調機房，分開設置設備和管理用房空調系統(tǒng)，采用分站供冷的方式。暖通系統(tǒng)優(yōu)先考慮自然通風、自然排煙方式，對于自然排煙達不到要求的區(qū)域，設置機械防排煙系統(tǒng)。

5 結語

綜上所述，地鐵工程作為當今各大城市交通運輸系統(tǒng)中不可或缺的設施，關乎到城市發(fā)展以及民生問題。為保障地鐵工程建設質量，必須要根據地鐵建設概況與工程特點，采取有效的修建技術。通過對各道工序加強管控，強化施工現(xiàn)場管理以及技術指導工作，可保障地鐵工程順利完工。

參考文獻：

［1］李懿哲.新建地鐵隧道下穿既有地鐵施工技術［J］.中文科技期刊數(shù)據庫（全文版）工程技術，2024（2）：165-168.

［2］梁爽.BIM技術在深圳地鐵14號線地鐵車站施工全過程應用［J］.中文科技期刊數(shù)據庫（引文版）工程技術，2024（1）：190-194.

［3］崔家宇.南寧地鐵3號線秀峰路站—邕武路站盾構區(qū)間施工測量技術設計［J］.中文科技期刊數(shù)據庫（全文版）工程技術，2023（4）：141-144.

［4］張輝.地鐵施工對鄰近建筑物安全風險管理［J］.黑龍江科學，2014（4）：221.

［5］李洋.地鐵盾構隧道樁基托換施工技術研究［J］.城鎮(zhèn)建設，2021（1）：143.

［6］高楨.淺談地鐵車站結構側墻裂縫控制的施工技術［J］.居舍，2020（26）：41-42.

作者簡介：趙乾坤（1984—），男，漢族，山東利津人，本科，中級工程師。研究方向：市政工程地鐵建設。