城市軌道交通工程土建施工技術(shù)

文／趙興旺 中鐵十七局集團(tuán)第六工程有限公司 福建福州 350000

引言：

城市軌道交通作為城市交通的骨干，其建設(shè)規(guī)模龐大、技術(shù)要求高、施工環(huán)境復(fù)雜，給質(zhì)量控制帶來巨大挑戰(zhàn)。盡管我國城市軌道交通發(fā)展迅猛，但由于歷史積淀相對較短，在建設(shè)經(jīng)驗(yàn)方面還存在一定不足。為保證工程質(zhì)量，必須專注于城市軌道交通施工技術(shù)的研究與應(yīng)用，并嚴(yán)格執(zhí)行管理工作措施。只有這樣，才能推動城市軌道交通建設(shè)邁向更高水平，滿足人民群眾對便捷、高效、安全出行的需求。

1.城市軌道交通工程施工概述

1.1 軌道交通結(jié)構(gòu)型式與構(gòu)造

城市軌道交通線路是城市交通的重要組成部分，包括車站、區(qū)間和停車場等關(guān)鍵部分[1]。車站不僅是列車停靠的場所，更是乘客集散、候車、換乘的重要樞紐。區(qū)間則扮演著連接車站與車站、車站與停車場間的橋梁角色，為列車順暢運(yùn)行創(chuàng)造良好的條件。停車場作為車輛停放和列檢的場地，同時(shí)還承載著運(yùn)營控制辦公的重要功能。

在列車軌道結(jié)構(gòu)方面，城市軌道交通與普通鐵道有著相似之處，其主要包括鋼輪鋼軌式、橡膠輪胎式和磁懸浮非接觸式三種類型。目前，鋼輪鋼軌式軌道結(jié)構(gòu)憑借其穩(wěn)定性和可靠性，在城市軌道交通中得到了廣泛應(yīng)用。列車軌道結(jié)構(gòu)由鋼軌、軌枕、道床、連接部分（扣件）、道岔等關(guān)鍵部件組成，共同支撐著列車的平穩(wěn)運(yùn)行。在建設(shè)過程中，軌枕的選擇尤為重要，當(dāng)前常用的軌枕材料包括木材、鋼材和混凝土等，這些材料在承載能力和使用壽命方面各有優(yōu)勢。而軌道的道床則分為有碴和無碴兩種型式，其中無碴道床以其整潔、平穩(wěn)的特點(diǎn)在城市軌道交通中得到了廣泛應(yīng)用，而長軌枕式整體道床、短軌枕式整體道床和現(xiàn)澆承軌臺式整體道床等型式各具特色，滿足不同線路和運(yùn)營需求。

1.2 軌道交通施工的特點(diǎn)

軌道交通建設(shè)作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，其規(guī)模之大、涉及之廣使得施工計(jì)劃、組織、控制和管理等各項(xiàng)工作都面臨不小的挑戰(zhàn)。為了順利完成這樣的巨大工程，政府、施工單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位和運(yùn)營單位之間的緊密合作顯得尤為重要[2]。

在施工過程中，對每一個(gè)施工環(huán)節(jié)都需要采取細(xì)致入微的措施，特別是針對關(guān)鍵性的施工項(xiàng)目和技術(shù)要點(diǎn)，更需加強(qiáng)管理，不容有失。軌道交通的特殊性要求其地基建設(shè)必須深入地下，這就使挖掘過程中遇到各種復(fù)雜的地質(zhì)情況，如堅(jiān)硬的巖石層等。為了應(yīng)對這些不確定性因素，施工前必須精心設(shè)計(jì)多種施工技術(shù)的備選方案，以保證在遇到問題時(shí)能夠迅速調(diào)整策略，從而最大限度地減少其對建筑費(fèi)用和工期的影響。

此外，軌道交通建設(shè)的質(zhì)量和安全也是重中之重，各單位應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行施工，要求每一個(gè)環(huán)節(jié)都符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，杜絕任何質(zhì)量問題和安全隱患。注重加強(qiáng)施工現(xiàn)場的安全管理，保障施工人員的生命安全，也是不容忽視的重要任務(wù)。

2.土建施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 車站施工技術(shù)

車站作為城市軌道交通的核心樞紐，承載著乘客的集散與換乘功能，更是城市形象與交通效率的體現(xiàn)[3]。因此，其建設(shè)過程尤為重要，涉及深基坑開挖、支護(hù)結(jié)構(gòu)施工、主體結(jié)構(gòu)施工等多個(gè)復(fù)雜環(huán)節(jié)。在施工過程中，必須充分考慮地質(zhì)條件、周邊環(huán)境等多重因素，實(shí)現(xiàn)施工安全與高效的管理目標(biāo)。

由于車站通常位于城市中心區(qū)域，地下管線復(fù)雜，開挖深度大，因此開挖過程中需要特別小心。施工前，必須對地質(zhì)條件進(jìn)行詳細(xì)勘探，了解地下土層分布、巖石性質(zhì)、水位情況等，為開挖提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。同時(shí)，根據(jù)周邊環(huán)境，如周邊建筑物、道路、管線等，制定合理的開挖方案，避免對周邊環(huán)境造成不良影響。

在開挖過程中，支護(hù)結(jié)構(gòu)的主要作用是保證開挖面的穩(wěn)定，防止土方坍塌和地下水涌入。支護(hù)結(jié)構(gòu)的選擇應(yīng)根據(jù)地質(zhì)條件和開挖深度確定，常見的支護(hù)結(jié)構(gòu)包括鋼板樁、地下連續(xù)墻、土釘墻等。在選擇支護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)，需綜合考慮其承載能力、施工便捷性、經(jīng)濟(jì)性等因素，確保支護(hù)結(jié)構(gòu)能夠有效地保障施工安全[4]。

車站主體結(jié)構(gòu)包括站廳、站臺、設(shè)備用房等部分，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到車站的運(yùn)營安全與使用壽命。在主體結(jié)構(gòu)施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙和規(guī)范要求進(jìn)行施工，保障各部位尺寸精確、混凝土澆筑密實(shí)、鋼筋連接牢固。同時(shí)，加強(qiáng)施工現(xiàn)場的質(zhì)量監(jiān)控和安全管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在的質(zhì)量問題和安全隱患。

除了上述施工環(huán)節(jié)外，車站建設(shè)還需考慮防水、排水、通風(fēng)、照明等附屬設(shè)施的施工。這些設(shè)施雖然看似細(xì)微，但卻對車站的運(yùn)營環(huán)境和乘客體驗(yàn)產(chǎn)生重要影響。因此，在施工過程中，應(yīng)注重細(xì)節(jié)處理，控制每一項(xiàng)設(shè)施都能滿足設(shè)計(jì)要求和運(yùn)營需要。

2.2 區(qū)間隧道施工技術(shù)

區(qū)間隧道作為城市軌道交通的動脈與骨架，承載著列車安全、高效運(yùn)行的重任。其施工方法的選擇直接關(guān)系到隧道的建設(shè)周期、成本以及最終的使用效果。目前，盾構(gòu)法、礦山法、明挖法等是區(qū)間隧道施工的常用方法，每種方法都有其獨(dú)特的適用場景和優(yōu)勢。

盾構(gòu)法以其高度的自動化和減少對地面干擾的特點(diǎn)，在軟土、砂層等地質(zhì)條件下表現(xiàn)出色[5]。它能夠在保持地層穩(wěn)定的同時(shí)，精確控制隧道的走向和尺寸，穩(wěn)定隧道施工質(zhì)量。然而，盾構(gòu)法的設(shè)備投入大，對操作人員的技能要求高，在選擇時(shí)需充分考慮這些因素。

礦山法是一種適用于硬巖地質(zhì)條件的施工方法，通過爆破或機(jī)械開挖的方式形成隧道斷面，再利用支護(hù)結(jié)構(gòu)保證隧道穩(wěn)定。礦山法具有施工速度快、成本相對較低的優(yōu)點(diǎn)，但在施工過程中需特別注意對周邊環(huán)境的保護(hù)，避免引起不必要的擾動和破壞。

明挖法是一種較為傳統(tǒng)的隧道施工方法，適用于埋深較淺、地質(zhì)條件較好的情況。明挖法通過直接開挖地面形成隧道結(jié)構(gòu)，再進(jìn)行支護(hù)和防水處理，其具有施工簡單、便于監(jiān)控的優(yōu)點(diǎn)，但在城市中心區(qū)域施工時(shí)需考慮交通疏解和對周邊環(huán)境的影響。

在選擇區(qū)間隧道的施工方法時(shí)，應(yīng)充分考慮地質(zhì)條件、隧道長度、埋深等因素。地質(zhì)條件是決定施工方法的首要因素，不同的地質(zhì)條件對應(yīng)著不同的施工難度和風(fēng)險(xiǎn)，而隧道長度和埋深則直接影響著施工周期和成本投入。在選擇施工方法時(shí)需進(jìn)行綜合評估，保證所選方法既能滿足施工效率的要求，又能保證隧道的質(zhì)量和安全[6]。同時(shí)，施工過程中還需加強(qiáng)監(jiān)控和檢測工作，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理潛在的問題和隱患。基于科學(xué)的施工管理和技術(shù)創(chuàng)新，能夠進(jìn)一步提高區(qū)間隧道的施工效率和質(zhì)量水平，為城市軌道交通的建設(shè)和發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

2.3 高架橋施工技術(shù)

高架橋作為城市軌道交通的顯著標(biāo)志與關(guān)鍵構(gòu)成，承載著列車安全通行與城市空間拓展的雙重使命，其建設(shè)過程技術(shù)復(fù)雜，更關(guān)乎公共安全與城市形象。在高架橋施工中，從基礎(chǔ)施工到橋墩、梁體的每一個(gè)環(huán)節(jié)都不容有失，必須保持絕對的穩(wěn)定性和安全性。

高架橋的基礎(chǔ)施工是整個(gè)工程的基石，基礎(chǔ)承載著橋墩及上部結(jié)構(gòu)的全部重量，同時(shí)還要承受列車運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的動荷載。由此可見，基礎(chǔ)施工的首要任務(wù)就是強(qiáng)化地基的穩(wěn)固性。施工前，必須詳盡的勘探地質(zhì)條件，了解土層的分布、承載力及地下水位等情況。根據(jù)勘探結(jié)果，設(shè)計(jì)合理的基礎(chǔ)形式和施工方案。在基礎(chǔ)施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制基坑開挖的尺寸和深度，保持基礎(chǔ)底部置于堅(jiān)實(shí)的地層上。同時(shí)，基礎(chǔ)的混凝土澆筑也是關(guān)鍵步驟，必須維系混凝土的質(zhì)量和澆筑的密實(shí)性，防止基礎(chǔ)出現(xiàn)裂縫或沉降。

橋墩是高架橋的支撐點(diǎn)，其承載能力直接關(guān)系到高架橋的安全性和穩(wěn)定性。在橋墩施工中，應(yīng)注重墩身的垂直度和截面尺寸的控制。垂直度偏差過大會導(dǎo)致橋墩受力不均，影響整體穩(wěn)定性，而截面尺寸不足則會削弱橋墩的承載能力。在橋墩施工過程中，應(yīng)采用精確的測量技術(shù)和嚴(yán)格的施工工藝，使每個(gè)橋墩的位置和尺寸都符合設(shè)計(jì)要求。此外，橋墩與基礎(chǔ)的連接方式也至關(guān)重要，常采用鋼筋連接或錨固等方式，牢固地連接橋墩與基礎(chǔ)，形成一個(gè)整體受力體系。

梁體作為高架橋的上部結(jié)構(gòu)，直接承受著列車的荷載和風(fēng)、雨、雪等自然力的作用。在梁體施工中，應(yīng)注重梁體的強(qiáng)度和剛度。梁體的強(qiáng)度取決于混凝土的抗壓強(qiáng)度和鋼筋的抗拉強(qiáng)度，而剛度則與梁體的截面形狀和尺寸有關(guān)。在施工過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土的配合比和澆筑質(zhì)量，保證梁體的密實(shí)性和強(qiáng)度。同時(shí)，梁體的預(yù)應(yīng)力張拉也是關(guān)鍵步驟，綜合張拉預(yù)應(yīng)力鋼筋，使梁體產(chǎn)生預(yù)壓應(yīng)力，從而提高其抗裂性和承載能力。

2.4 車輛段施工技術(shù)

車輛段，作為城市軌道交通的“后方大本營”，承載著列車檢修、維護(hù)、調(diào)度以及人員培訓(xùn)等一系列重要功能，是城市軌道交通系統(tǒng)高效、安全、持續(xù)運(yùn)行的關(guān)鍵所在。車輛段的建設(shè)不容小覷，其涉及的場地平整、道路施工、建筑施工等每一個(gè)環(huán)節(jié)都至關(guān)重要。

場地平整是車輛段建設(shè)的先決條件，考慮到車輛段內(nèi)需要容納眾多列車和大型設(shè)備，場地的平整度和承載能力必須達(dá)到相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。這不僅需要詳細(xì)的測繪和分析原地形，還需要采取合適的土方開挖、回填、壓實(shí)等工藝，注重場地堅(jiān)實(shí)、平整調(diào)整[7]。

車輛段內(nèi)的道路要滿足日常人員和車輛的通行需求，還要能夠承受大型設(shè)備和列車的頻繁碾壓。在道路施工過程中，特別關(guān)注路基的處理、路面的鋪設(shè)以及排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。路基必須穩(wěn)固，路面要平整且耐磨，排水系統(tǒng)則要及時(shí)排走雨水，避免積水影響道路通行。

建筑施工則是車輛段建設(shè)的核心部分，涵蓋了檢修車間、倉庫、辦公樓、宿舍等各類建筑的建設(shè)。在施工過程中，要注重建筑本身的質(zhì)量和安全性，還要考慮其與周邊環(huán)境的協(xié)調(diào)性。由于車輛段內(nèi)各專業(yè)眾多，建筑施工過程中各專業(yè)的協(xié)調(diào)配合也至關(guān)重要，比如電氣專業(yè)需要預(yù)留足夠的電纜溝和管線空間，給排水專業(yè)則合理布置水管和排水設(shè)施。

為了充分發(fā)揮車輛段的各項(xiàng)功能，各專業(yè)之間的溝通與協(xié)作顯得尤為重要。施工單位在施工期間必須建立一套完善的項(xiàng)目管理體系，明確各專業(yè)的工作界面和職責(zé)劃分，通過定期的協(xié)調(diào)會議、信息共享平臺等方式，加強(qiáng)各專業(yè)之間的信息交流和協(xié)作，順利推進(jìn)車輛段建設(shè)過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，最終形成一個(gè)功能完善、運(yùn)行高效的城市軌道交通運(yùn)營保障基地。

3.城市軌道交通工程相關(guān)管理措施

3.1 制定科學(xué)的工程質(zhì)量管理體制

在城市軌道交通的建設(shè)過程中，工程質(zhì)量管理體制的科學(xué)性直接關(guān)系到項(xiàng)目的成敗。這是因?yàn)槌鞘熊壍澜煌ú粌H僅是城市的“血脈”，更是城市居民日常出行的重要保障。由于其施工技術(shù)復(fù)雜、涉及面廣，因此，建立一套行之有效的工程質(zhì)量管理體制顯得尤為重要。

城市軌道交通建設(shè)涉及多個(gè)專業(yè)領(lǐng)域，如土木工程、電氣工程、機(jī)械工程等，每個(gè)專業(yè)領(lǐng)域都有其獨(dú)特的技術(shù)要求和施工規(guī)范。因此，在施工過程中，需建立設(shè)計(jì)部門、施工部門、監(jiān)理部門等各種任務(wù)的部門，部門之間必須保持緊密的合作，保持信息暢通，從而避免施工中出現(xiàn)的技術(shù)難題和質(zhì)量問題。

為了保證各個(gè)部門之間的有效合作，必須建立一套完善的溝通機(jī)制，包括定期的會議制度、信息共享平臺以及緊急情況下的應(yīng)急聯(lián)絡(luò)渠道。組織定期會議，各部門及時(shí)了解項(xiàng)目的進(jìn)展情況，共同討論解決施工中遇到的問題。信息共享平臺則確保各部門能夠及時(shí)獲取所需的技術(shù)資料和數(shù)據(jù)，提高工作效率。而緊急聯(lián)絡(luò)渠道則是在遇到突發(fā)事件時(shí)，能夠迅速召集相關(guān)部門進(jìn)行應(yīng)急處置。

城市軌道交通作為社會公共工程，其建設(shè)資金主要來源于政府投入。因此，政府在城市軌道交通建設(shè)中扮演著重要的角色。政府提供足夠的資金支持，還需制定相關(guān)的政策和策略，以推動項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

在資金投入方面，政府必須根據(jù)項(xiàng)目的實(shí)際情況和進(jìn)度，合理安排資金的使用。同時(shí)，還要加強(qiáng)對資金使用情況的監(jiān)管，讓資金能夠真正用于項(xiàng)目的建設(shè)上，避免出現(xiàn)挪用和浪費(fèi)的情況。

在政策和策略制定方面，政府充分考慮城市軌道交通的特點(diǎn)和需求。例如，制定一系列的優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)更多的企業(yè)和社會資本參與到城市軌道交通的建設(shè)中來。同時(shí)，還加強(qiáng)與國內(nèi)外先進(jìn)城市的交流與合作，引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和管理經(jīng)驗(yàn)，提高城市軌道交通的建設(shè)水平和管理水平。

3.2 運(yùn)用先進(jìn)的施工技術(shù)以及設(shè)備

在城市軌道交通工程施工中，先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備無疑是提升施工質(zhì)量和效率的關(guān)鍵因素[8]。城市軌道交通作為現(xiàn)代都市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，其建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量要求都極高，特別是在深度作業(yè)方面，對于機(jī)械設(shè)備的性能、精度以及穩(wěn)定性都有著極為嚴(yán)格的要求。

在城市軌道交通施工中，經(jīng)常需要進(jìn)行地下挖掘、隧道掘進(jìn)、地基處理等深度作業(yè)。這些作業(yè)技術(shù)難度大，而且環(huán)境復(fù)雜多變，選擇適合的盾構(gòu)機(jī)、挖掘機(jī)、打樁機(jī)等大型設(shè)備至關(guān)重要。，在選擇的時(shí)候，要考慮其是否具備強(qiáng)大的挖掘和掘進(jìn)能力，還要考慮是否擁有高精度的控制系統(tǒng)和穩(wěn)定的運(yùn)行性能。然而，先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備只是提升施工質(zhì)量的一部分，更重要的是需要有專業(yè)素質(zhì)強(qiáng)的工作人員來操作這些設(shè)備。因?yàn)闊o論設(shè)備多么先進(jìn)，如果沒有合格的操作人員，也難以發(fā)揮其應(yīng)有的效能。所以在城市軌道交通施工中，選擇和培養(yǎng)專業(yè)的操作人員顯得尤為重要。

選擇和培養(yǎng)專業(yè)的操作人員過程中，一方面利用嚴(yán)格的選拔機(jī)制，挑選出具備相關(guān)專業(yè)背景和工作經(jīng)驗(yàn)的人員。另一方面對這些人員進(jìn)行系統(tǒng)的培訓(xùn)和考核，確保他們能夠熟練掌握設(shè)備的操作技能，并具備處理突發(fā)情況的能力。此外，企業(yè)還可以組織老帶新、定期交流等方式，提升操作人員的技能水平和工作能力。專業(yè)的操作人員能夠充分發(fā)揮設(shè)備的性能，促使施工精度和效率強(qiáng)化。同時(shí)還能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理施工中出現(xiàn)的問題，避免質(zhì)量隱患的產(chǎn)生。而先進(jìn)的機(jī)械設(shè)備則可以為操作人員提供更好的工作條件和環(huán)境，減輕他們的勞動強(qiáng)度，提升他們的工作效率。

4.土建施工技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著科技的日新月異和城市軌道交通工程的蓬勃發(fā)展，土建施工技術(shù)正迎來前所未有的創(chuàng)新和變革。傳統(tǒng)的施工方法已經(jīng)難以滿足當(dāng)今社會對環(huán)保、節(jié)能、高效等方面的迫切需求，因此，土建施工技術(shù)的綠色化、智能化發(fā)展已成為大勢所趨。

在未來，可以預(yù)見土建施工技術(shù)將更加注重環(huán)境保護(hù)。采用綠色建筑材料將成為施工的首選，這些材料擁有優(yōu)異的性能，還能有效減少對環(huán)境的污染。此外，智能化施工設(shè)備也將廣泛應(yīng)用于土建施工現(xiàn)場，顯著提高施工效率，降低人力成本，同時(shí)減少施工過程中的噪音、粉塵等污染。

BIM 技術(shù)在軌道交通工程中的廣泛應(yīng)用將為土建施工技術(shù)帶來革命性的變化，實(shí)現(xiàn)工程信息的數(shù)字化管理，使得施工過程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都能夠?qū)崿F(xiàn)精細(xì)化控制。通過BIM技術(shù)，施工人員可以在施工前進(jìn)行精確的模擬和預(yù)演，從而避免實(shí)際施工中可能出現(xiàn)的各種問題。另外，BIM 技術(shù)還能夠?qū)崿F(xiàn)工程信息的實(shí)時(shí)共享和協(xié)同工作，提高各參建單位之間的溝通效率，確保工程的順利進(jìn)行。

結(jié)語：

隨著科技的進(jìn)步和城市軌道交通的不斷發(fā)展，土建施工技術(shù)也在不斷創(chuàng)新和完善。未來，這一技術(shù)將更加注重環(huán)保、節(jié)能和高效，為城市軌道交通的建設(shè)提供更加可持續(xù)、安全的保障。同時(shí)，智能化和信息化將成為土建施工技術(shù)的新趨勢，推動整個(gè)行業(yè)向著更加精細(xì)、高效的方向發(fā)展。在城市軌道交通工程土建施工技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進(jìn)步下，城市軌道交通將會更加便捷、舒適、安全，為人們的出行帶來更好的體驗(yàn)，也為城市的可持續(xù)發(fā)展注入新的活力。