地铁施工技术与施工管理分析

张柯为

（中建八局轨道交通建设有限公司，江苏南京 210046）

0 引言

地铁建设项目主要在地下空间进行，由于地下地质条件不同，容易出现渗漏水、地面塌陷等问题，需要施工方根据不同地质条件合理选用施工技术。地铁项目具有投资金额大、工期长、施工规模大和施工难度大等特点，同时对施工技术、施工人员专业能力要求都比较高。为了保证地铁项目施工质量，控制施工成本和周期，设计方、施工方和监理方等多个单位要开展深度合作，制订完善的地铁施工管理方案、风险管理制度和责任制度，优化配置施工资源，在保证地铁施工质量的基础上如期交工，进一步提升城市地铁项目建设和服务质量。

1 地铁工程常用施工技术

1.1 明挖法

明挖法是地铁项目施工中最常用的施工技术之一。该方法是在露天环境下开挖地面，之后覆盖回填，自上而下逐层施工。明挖法在我国经过将近六十年的发展，技术已经非常成熟，并且对地质条件的要求不高，施工流程比较简单、施工难度较小，施工过程中的质量控制点比较少[1]。

然而，由于不同地区的地质结构不同、地下富水情况不同，明挖法施工过程中存在基坑稳定性差等问题，因此地铁施工方在施工过程中要重视对基坑降水与稳定性问题。并且，随着城市地铁里程数逐步增加，地铁工程规模不断扩大，明挖法的弊端逐步暴露，如施工过程中容易在城市交通高峰期引起交通拥堵、雨雪等恶劣天气下无法施工，会影响工期，同时挖出的土方会带来安全隐患。

1.2 暗挖法

当前，明挖法正逐渐被暗挖法取代，常见的暗挖方式包括盾构法、浅埋暗挖法、矿山法等。暗挖法施工过程如下：首先，在地下修建隧道；其次，开挖路面；再次，进行混凝土支护；最后，进行路面恢复施工。

相较于明挖法，暗挖法可以实现全方位、多层次的地下作业，可有效减少基坑开挖面积、缩短施工周期，在保证施工质量的同时降低施工成本。此外，在暗挖法施工过程中，根据地质情况与当地环境等因素选择适宜的支护结构，如围护桩、锚索、地下连续墙等，可以保证地铁工程施工质量与安全性。

1.2.1 盾构法

盾构法是目前大型城市地铁项目普遍采用的施工技术，利用大型盾构机在地表以下不断切削土层，快速掘进地铁地下隧道，既可以提升施工效率，又可以保证施工作业安全。

盾构法施工初期主要是利用盾构机破除洞门围护结构，全面检查掌子面的土体情况，保证盾构机顺利在地下掘进，其间若洞口出现渗漏、裂缝等问题，可采用洞外注浆的方式进行补救[2]。掘进期要对管片拼装、盾构机器姿态等进行检查和调整，全程检测盾构机掘进过程中的推力、扭矩等指标。施工人员需要对项目土层、土压等进行测量，科学计算盾构机推力（见表1）。平均土压计算公式如下：

表1 地铁盾构法推力计算数据

式（1）～式（4）中：P1、P2分别为作用在壳体的上部土压与侧压（MPa）；P3为下部土压平均值（MPa）；P为平均土压（MPa）；H为覆土厚度（m）；HW为水头（m）；W0为水位上部土的单位体积质量（t/m3）；W1为水位下部土的单位体积质量（t/m3）；S 为地面负荷（t/m2）；K1为土压系数；d 为盾构机外径（m）；r 为盾构机半径（m）；L 为壳体长（m）；G 为盾构机质量（t）。

1.2.2 浅埋暗挖法

浅埋暗挖法施工流程与盾构法相似，工序相对较少，且开挖过程对周围环境的影响较小，是目前地铁施工中比较常用的施工方法之一。

在浅埋暗挖法施工中，先对地面以下部分进行开挖，之后对地表进行支护，可采用临时支撑、注浆等方式进行支护。浅埋暗挖法能够有效保证地铁工程的施工质量和安全，特别是对于地下管线比较丰富、地质条件比较差的地段，浅埋暗挖法可以有效降低工程成本，节约施工时间。采用浅埋暗挖法进行施工时，需要注意以下几点：

第一，施工前必须做好准备工作，如对施工区域进行全面勘查，了解地层地质情况，根据具体情况确定采用何种工法，并结合工程要求进行施工方案设计。

第二，由于浅埋暗挖法主要采取分段、分块、分层、分缝等方法进行开挖，开挖过程可能受周围环境的影响，因此勘查地层时要注意周围环境可能对施工过程产生的影响，施工时要对周围环境进行详细监测，明确是否存在施工风险。

第三，由于土体受力情况相对复杂，因此要做好地表沉降控制工作；其次要做好地表加固工作，浅埋暗挖法施工时需要对地表进行加固；最后要做好深基坑开挖工作。

第四，在施工时必须结合具体的工程设计要求以及周围环境情况进行分析和研究。可以采用小导管注浆方式来进行超前支护施工，可以有效防止地表出现沉降[3]。

第五，在采用浅埋暗挖法施工前必须加强对地铁工程周围建筑物的保护工作，避免周围建筑物出现开裂等情况。

1.2.3 矿山法

矿山法施工流程如下：首先，利用木制及钢制构件在开挖面搭建临时支撑，保证隧道掘进作业顺利进行；其次，整个隧道开挖完成后将临时支撑结构拆除；最后，利用整体式衬砌对隧道开挖面进行永久性支护。

矿山法的主要优点为施工安全性高，对地面交通影响较小，但施工成本较高。并且，由于施工过程主要在隧道内，对隧道作业面积有一定要求，适用于断面尺寸≤6m 的隧道工程。

2 地铁施工管理措施

2.1 科学控制施工成本与工期

地铁项目工程量大、工期长、投资成本高，为有效控制施工成本，减轻城市地铁项目压力，地铁设计方与施工方要科学编制施工计划，详细规划地铁项目工期、划分施工阶段，做好各工程环节的衔接，明确每一施工阶段的验收标准，确保地铁项目可以如期竣工，避免因工期延误而增加项目成本。

因此，地铁项目施工方要坚持精细化管理理念，做好项目设计图纸评估、施工区域测绘、施工方案设计、施工设备与材料性能检测与施工现场管理设计，联合监理单位进行建筑材料招标工作，进一步细化地铁项目每项子工程的进度管理制度，编制地铁施工步骤和工序手册，对项目周期进行科学管理，做好项目成本控制，保证项目如期完工[4]。

2.2 加强施工现场风险管理

安全生产是地铁项目施工的首要任务，也是保证项目顺利完工的基础，因此需要加强施工现场风险管理。

第一，制订完善的施工现场安全制度，明确施工人员安全生产规范，加强对施工设备、施工材料和施工工序的监管，及时发现施工过程中的安全隐患。例如，施工人员在盾构法施工过程中要及时对开挖土体及开挖面进行支护，避免出现塌方，还要及时清理盾构机土体存储仓中的泥土，控制好土仓内部压力，避免出现压力失衡，保证盾构机掘进作业顺利进行。同时，施工人员要加强对盾构机管片质量的控制，做好管片合龙前的清理工作，保证钢筋骨架的稳定性，控制混凝土浇筑期间的振捣质量。

第二，制订施工现场风险管理制度，划分风险级别，制订相应的应急处理措施，及时排除安全隐患，保证地铁项目安全施工，并定期组织施工人员参加安全培训，避免安全事故，保证地铁项目施工安全与质量。

2.3 提升施工与管理人员专业能力

一方面，积极引进BIM 技术，及时共享施工过程中的各项数据，如盾构机掘进进度、隧道支架工程进度等，构建动态化模型，以便及时发现地铁施工过程中存在的问题，并督促相关施工负责人进行整改，进一步保证施工质量[5]。

另一方面，开展专业技能培训，可邀请建筑工程师、安全监理等专业人士讲解地铁项目施工注意事项、各工序作业标准与相关安全生产技术等，进一步提升施工人员的专业能力、增强其责任意识，从而保证地铁项目施工质量。

2.4 完善地铁施工现场管理制度

为确保地铁项目安全、高质量开展，施工方需要明确各部门、各人员的职责，保证整个施工过程都处于监管之下，从而保证项目施工质量和进度。同时，需要在项目建设初期制订完善的施工现场管理制度，包括各施工环节的验收标准、安全施工标准、施工技术考核等方面的内容；设立相应的奖惩制度，以激发施工人员的工作积极性，提高地铁项目施工质量；制订施工验收制度，组织安全监理人员、项目负责人对地铁隧道挖掘、轨道铺设、隧道加固结构等质量进行验收，若发现安全隐患，需要督促相关负责人及时进行整改。

2.5 加强施工现场监督管理

地铁施工管理部门要加强对施工现场的监督，制订完善的监督体系，不仅要加强对施工设备与建筑材料的监督，还要对施工工序、施工技术等进行监督，明确施工管理人员和安全监理人员的职责，进一步排除施工现场安全隐患、减少施工材料浪费，保证地铁项目顺利竣工。施工管理人员和安全监理人员可以不定期对地铁隧道施工进度、现场施工作业、盾构机作业情况等进行检查，查看施工人员作业过程是否规范、工程施工质量是否达标，实施全过程监管，提高施工现场管理水平，保证地铁项目施工质量。同时，在地铁施工过程中还要做好环境保护工作，避免影响环境。

3 结语

总之，在地铁项目施工过程中，需要紧跟技术发展趋势，持续优化施工技术，同时加强对施工过程的管理，如科学控制施工成本与工期、加强施工现场风险管理、提升施工与管理人员专业能力、完善地铁施工现场管理制度以及加强施工现场监督管理，确保施工人员严格按照地铁施工标准开展作业，促进地铁项目顺利开展，为城市轨道交通发展助力。