地铁机械化施工技术及装备的发展

陈侃

摘要：我国从1956年开始研究地铁技术，并且从1964年开始对地铁设计与施工技术做相关研究。我国第一条地铁是1965年七月在北京开始兴建的，此后那些年我国先后在天津、上海、广州等主要几个大城市相继实施地铁建设工程。就目前说来我国在地铁施工技术方面也有了很大发展，目前在施工技术方案上就有明挖法、暗挖法、盖挖法、盾构法以及沉管法等。总得说来我国地铁施工技术在世界也属于领先，相关技术也促进了我国发展。为此，下文就地铁机械化施工技术及装备的发展进行论述，以供参考。

关键词：地铁；机械化施工；装备；发展趋势

随着我国经济的发展与进步，我国人民生活水平也有了很大提高，城市人口越来越多，也导致我国交通日益拥堵，所以解决此问题就需要在轨道交通建设上做研究分析，它对于解决城市道路问题有些重要意义，所以本文就将以地铁机械化施工技术及装备的发展趋势做分析研究。

1相关机械施工设备说明

(1)大断面数控模板台车：此设备是地铁机械化施工中的重要设备，将行走设备与模板台车结合在一起的设备，它利用电力电机驱动行走机构从而让台车运行，通过利用液压千斤顶跟螺旋千斤顶，以此来调整横板到位跟卸落模板的隧道混泥土成型设备，这样可以有效提高工作进程。(2)钢管柱一体化施工跟洞内大直径转孔桩：这种设备主要应用于桩法专用配备。它主要适用于地铁大洞中，在里面它从事洞内循钻井、钢筋笼安装以及混泥土建筑等多功能于一身的钢管柱一体化作业设备。并且这个设备有这些优点，减少了洞内工作人员施工风险，并且减少工程施工量，减少了下层导洞步骤，从而有效规避了作业人员所涉及的高危风险，此外它也能缩短降水的周期；此外中柱使用钢筋笼跟钢管柱以及水下一体化浇筑工艺，取消了传统式人工从事定位等工序，降低风险的同时也提高了人员工作效率。(3)电动机挖掘机跟运输车这种设备如字面意思以往，将原有采油设备换为电动设备，减少漏油污染跟机械故障，提高工作效率。

2相关技术说明

2.1明挖法施工技术

顾名思义，明挖法如字面意思一样，从地面挖掘施工的方法，其优点有简单、快速、经济并且安全性要高，此外大多数施工都将明挖作为首选施工技术。

2.2暗挖法施工技术

暗挖法施工技术主要应用在铁路交通隧道施工中，地铁由于在地下挖掘隧道，也是地铁施工中的主要施工技术。不过我国由于地铁施工技术起步较晚，相关技术薄弱，我国早期地铁建设很少采用此技术，直到1984年北京在修建地铁时施工单位才提出暗挖法施工技术，与此同时并在保障地面交通情况下成功实施了暗挖法施工，也为我国施工技术带来了新发展方向。

2.3盖挖法施工技术

盖挖法施工技术在国外发达国家很流行，并且相关技术也很成熟，但是在我国发展初期。相关技术的应用却一波三折，导致我国道路施工采用此技术并不多。我国在1998年期间，北京焦化厂附近地铁修建时采用了连续墙盖挖法施工技术。相关挖苦数据有结构平面尺寸为24米X15米，挖掘深度为18.3米，水位则是负8米，采用盖挖法技术连续施工23米，并且在施工过程中采用了逆作法形式由上到下做了梁、板、柱结构，并为以后我国铁路施工技术提供了重要参考。就目前来看，盖挖法已经成为地铁车站修建的主要方法，并且在整个世界范围来看，采用盖挖法修建车站的比例也很大。并且随着这些年我国科技的进步与社会的发展，前后在北京、上海、广州等十多座车站使用盖挖法兴建了车站，并且我国在此技术上也取得了很大进步，越来越多铁路施工领域应用此方法，促进了我国轨道交通施工技术的发展。

2.4盾构法施工技术

盾构法施工技术在世界范围来讲，起步都相对较晚，到随着现代技术发展成熟，在如今发展却很快。我国在1960年代时就开始了对盾构法的研究实验，并在1963年首次利用盾构法实验成功。1963年，上海铁路公司第一次利用盾构法实验兴建一条隧道，而这次实验的成功也为我国盾构的设计、加工以及施工提供了宝贵的技术参考。到1966年开始着手设计到1968年初步利用盾构技术完成施工实验工程，也让我国在铁路施工技术取得很大进步。

3地铁机械化施工技术应用注意事项

针对地铁机械化施工技术应用中为了更好地保证项目建设质量与进度，企业需注意以下几方面事项。对此，笔者以地铁盾构施工这一目前建设中应用较为广泛的技术为例展开探究

3.1地质勘探

地铁盾构施工法的关键要素是稳定开挖面、掘进和排土、衬砌和壁后灌浆。使用盾构施工法挖掘隧洞自动化程度高，可以节约大量的人力，能够在不受气候影响的条件下一次性成洞，并且在挖掘的过程中控制地面沉降，非常适合于隧洞洞线较长、埋深较大的环境，开挖速度也比较迅速。为了保证开挖工作的顺利进行，盾构施工开始前的地质勘探动作尤为重要，工作人员要对地质环境恶劣的路段进行重点研究，比如断层、土层薄弱等，对盾构机及时进行保养，开挖过程中也要定期通过多方向支撑液压钻机对地况进行勘测，及时有效的掌握施工信息。当盾构机每天施工的进度超过30米时要使用地质雷达进行探测，以充分掌握地质信息。

3.2盾构参数正确设置

盾构机的参数是保证掘进稳定性的重要保障。一般盾构机的设置参数是通过试掘和实际地况分析综合得出的，以埋深和施工地点土质信息为基础，结合水土合算测算出土舱的理论压力，根据实际要求和科学原理完成土舱压力微调和盾构参数设定。科学合理的盾构参数是保证盾构工程稳定性和高质量的核心，因此施工人员要重点关注盾构参数的设定，避免因盾构参数导致的项目进度和质量问题。

3.3管片上浮

采用盾构施工法时经常出现拼装好的管片上浮的现象，导致隧道轴线高程远远超过设计要求，偏差程度难以控制。为了避免管片上浮的问题，负责施工的技术人员要对现场的地质进行详细勘查，对盾构机推进的速度和力度进行严格的把控，定期检查并设置盾构参数。另外，盾构机推进油缸的动力输出程度会影响管。

3.4地面沉降

盾构机开挖过程中，由于内部和外部各种因素的影响，会出现地面沉降的现象，为了减少这种现象，施工人员要注意注浆的时候选择合适的盾构机。因为大部分隧道采用的是土压平衡式盾构方法进行开挖，盾构机前面的全断面切削刀盘将正面土体切下来后存入刀盘后面的密封舱内，做好这部分的平衡工作将会有效避免地面沉降的现象。除了地面沉降，施工渗漏也是经常发生的状况，为此，施工队伍要重点检查止水带的性能和规格，保证防水表面的清洁程度。

3.5地铁盾构施工风险管理

第一，控制盾构进洞风险。对于盾构进出洞时，可能发生的问题，可以采取对洞口进行焊接，并预埋注浆管的方式，盾构进洞后，要注意检查间隙，是否完全封堵好，相关设备、物资等准备工作，是否已经完备。当遇到紧急情况时，可以通过预先埋好的注浆管，进行注浆加固。与此同时，做好到达降水，降压井打好之后，要进行降水实验，并采集数据，确定降水时间，通过降水实验，降低风险。此外，在洞口处，衬砌拉紧装置也要重视起来，检查其安装是否到位，以防止衬砌间拉紧力松懈，降低风险的发生率。

第二，控制掘进过程风险。在掘进过程中，对于掘进参数，以及土仓压力系数，要进行管理和设定。根据开挖面情况，及时更改掘进参数，确保开挖面的稳定，进而掌握地层、建筑物等的沉降度。砂卵石地层中，进行渣土改良，保障土压平衡。也就是说，施工开始后，要设置好各项参数，在施工期间，也要根据实际情况，适时调整参数，使机械设备达到最佳工作状态。同时，盾构脱出后，在衬砌背面的孔隙中，及时充填浆液，确保施工顺畅。

第三，控制环境风险。盾构施工，会对周围环境产生不同程度的影响，所以，在施工前，要对施工地点进行探查，查看在施工影响范围内，有哪些建筑物、地下管线等，会受到影响，并据此设计合理方案，做好风险管理。如有必要，要对相关设施、建筑物，事先保护起来，避免施工过程，引起地层以及建筑物的沉降，对建筑物造成损害。施工过程中，要对隧道沉降量，进行测量控制，加强对地层、建筑物的监控，根据监测数据，时时掌握施工影响范围内，对环境的影响，将风险降到最低。

4地铁施装备发展趋势分析

就目前来看，世界先进的地铁施工技术在我国基础建设领域有了很好应用，并让我施工技术处于世界先进行列，随着这些年我国经济发展加快，我国已经完成了一套符合我国国情发展的施工技术。同时随着我国科技的进步与发展，在铁路施工行业，将会有更多高新科技设备应用于地铁施工环境中。就目前来，现代的挖掘设备会向加集成化，功能多样化发展，并且大型盾构机等设备也将更加先进，工作效率也将更高。此外相关信息化技术手段的应用也会有效监管施工现场的各个环境状况，为施工提供安全有效的数据参考，而相关施工技术也会随着施工设备的发展而有所优化，从而促进我国地铁施工技术的发展。

5结语

总而言之，随着现代化水平的提高，我国在铁路、地铁施工领域的机械化程度也越来越高，并伴随着设备的更新换代，相关技术也得到了很好的发展与应用。就目前来看，在地铁施工领域，明挖法、盖挖法、暗挖法等施工中仍有有一部分采取人工式施工作业，效率并不高，但成本相对要小，随着我国工业发展水平的提高，我国现代化施工设备也在逐渐替代传统老旧的设备，为我国铁路施工发展，做出利功效。

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