地下铁道工程篇1
关键词：地下铁道；测量。
abstract:China'ssubwayprojectvisittheamountofworkinrecentyearshavemadegreatdevelopmentofadvancedmeasurementtechniquestobeappliedinthesurveyworkinthesubway.thearticledescribesthemtRmeasurementfeaturesandapplicationofnewmeasurementtechnologyatwork.
Keywords:UndergroundRailroad;measurements.
中图分类号：K826.16文献标识码：a文章编号：
l引言
世界第一条地下铁道诞生在1863年的英国伦敦，距现在已有130多年，在这130里，世界地铁交通有了飞速发展。我国从1965年7月在北京开始修建第一条地铁至今，天津、上海、广州地铁陆续建成，大大缓解了城市交通紧张状况。北京、上海和广州新的地铁线路目前也正在加紧施工，伴随我国国民经济状况的好转，全国20多个城市酝酿的地铁建设会在不久的将来成为现实。作为地铁施工中不可缺少的地铁测量工作也将会有进一步的发展。
2地下铁道测量的特点、内容和精度要求
地下铁道是城市公共交通的一种形式，是一项系统工程，它包括地下、地面、高架三种方式的轨道工程体系，在城区它埋设在地下，在郊区它是地面或高架构筑物。
2.1地下铁道测量特点
(l)地下铁道工程浩大、投资大、工期长，一个城市地铁建设要根据近期、远期客流量先作总体规划，分期建设。测量工作不仅要考虑全局，也要顾及局部，既要沿每条线路独立布设控制网，又要在线路交叉处有一定数量控制点重合，以保证各相关线路准确衔接。
地铁工程有严格限界规定，为降低工程成本，施工误差裕量已很小，设计采用三维坐标解析法，所以对施工测量精度有较高的要求。
(3)测量内容多，与地面既有建筑结合紧密。各测量体和线路联接密切，地上、地下测量工作要保证万无一失，除了要进行施工放样，贯通测量以外，还要进行变形监测等项工作。
(4)测量内容多，与地面既有建筑结合紧密。各测量体和线路联接密切，地上、隧道及车站内的控制点数量多、使用频繁，应做好标志，加强维护，为地铁不同阶段施工及后期测量工作提供基础点位及资料。
(5)地铁位于城市，沿线高楼林立、车水马龙、能见度差、隧道埋深浅，地表沉降变形等都会给地铁施工测量工作带来很大困难。
2.2地下铁道测量工作
地下铁道测量包括规划设计、施工设计、施工、竣工和运营阶段全部测绘工作。地下铁道测量工作除了提供各种比例尺地形图与地形数字资料满足规划、设计需要外，还要按设计要求标定地铁线路位置、指导施工、保证所有建、构筑物位置正确并不侵入限界，以及在施工和运营期间对线路、建筑结构、周围环境的稳定状况进行变形监测等[1]。
地下铁道测量的主要工作如下：
(l)地面、地下平面控制测量和高程控制测量；
(2)地铁线路带状地形测量和管线调查；
(3)地铁线路地面定线测量；
(4)地铁车辆段测量；
(5)地面、地下联系测量；
(6)隧道和高架线路施工测量；
(7)铺轨测量；
(8)设备安装测量；
(9)竣工测量；
环境、线路、结构变形测量。
2.3地下铁道测量的精度及其依据
地下铁道测量的必要精度，这是一个需要研究讨论的题目，北京地下铁道一、二期施工拟定了明挖方法施工测量的精度指标，现在第三期暗挖法施工测量精指标如下：
地面GpS控制网的点位和相对点位误差≤±10mm。
沿地下铁道线路布设的地面精密导线网的点位和相对点位误差≤±8mm。
从精密导线点将坐标传递到竖井旁的近井点的点位误差≤±10mm。
④从地面近井点通过竖井向地下隧道内传递坐标的误差≤±5mm。
⑤从地下竖井底通过横通道将坐标传递到线路正线隧道内的坐标测量误差≤±5mm。
⑥地下隧道内的控制导线最远点的点位误差≤±15mm。（一般为500mm的地下控制支导线)。
⑦地面地下高程控制测量精度限差8/L(L为公里数)。
⑧从地面向地下隧道内传递高程的误差为≤±3mm。
在建立地面控制网估算精度和贯通测量的精度估算时，还要留些裕量，那么各项测量精度还要适当的提高。
3地面平面控制网测量
地铁平面控制网分首级GpS控制网和二级精密导线控制网。在满足规范前提下，平面控制网点还应布设合理、灵活，满足工程实际需要。在工程实施阶段，应按原测精度对控制网进行定期全面复测和不定期局部复测，确保网形结构的连续、稳固和使用。因此，点位的选埋和维护是地面测量工作的难点和重点。
3.1GpS控制网应收集的基础资料
测区中央子午线、坐标系转换参数、椭球参数、起算点已知坐标、测区高程异常值、测区的平均高程。这些基础数据为保密资料，应严格按照保密协议交接、签收和使用。
3.2精密导线网
精密导线点应尽量沿地铁线路布设成直伸形状，形成挂在GpS点上的附合导线、多边形闭合导线或结点网。选点和观测是控制精密导线质量的两个重要因素，工作的重点是精密导线的选点和观测，难点是选点工作。根据地铁线路附近GpS网点位的分布通视情况，车站、竖井的设计位置，经过现场踏勘后可以初步在线路平面图上绘制精密导线网形，根据规范和测区环境条件详细制定出外业测角、测边以及高程联测作业方法等。
3.3平面控制网布设形式探讨
近年来，由于设计技术发展、施工工法进步，测量设备更新，根据具体情况布设的平面控制网形式不一，部分指标突破规范要求。如用GpS网一次布设完成平面控制、个别地段加密精密导线点与主网一起施作完成的布网形式，代替地面平面控制网分两级布设；盾构法施工的广泛应用，区间竖井较少，由此布设的地面精密导线网平均边长远大于350m的规范要求。这些情况结合了工程实际，使用方便，同样满足施工要求[2]。
3.4新线建设与已有线路结合部位控制点较差处理
在地铁设计线路的交汇处，新建的地面控制网必须与原网进行联测，会出现同一个点在不同时期的控制网下有不同的坐标，处理坐标较差方法为：高等级起算控制点位尽量选择一致，以减少系统误差。当较差较小时，既有线采用原坐标，新线采用新坐标而对施工加密点、隧道洞内控制点进行强制平差；当较差较大时(不能大于50mm的规范规定)，实测交叉部位处既有线路在新线控制网下的中线坐标提交设计进行解决，使设计和施工在一坐标系统下，从而解决控制点较差问题。
4地下铁道工程测量展望
伴随工程测量技术的变革和进步，地下铁道测量工作也在不断地创新和发展。GpS定位技术、数字化测图技术、物探方法进行地下管线探测技术、激光准直和扫平仪、全站仪与计算机组合测量和数据处理系统、施工变形测量监控量测自动化系统等新技术都在地下铁道测量中得到应用。随着各学科间的相互渗透和影响，为工程测量提供了新的技术和方法，今后随着国民经济状况的好转，随着城市地铁交通事业的发展，地铁建设的地下铁道工程测量技术也将会从理论到实践，有进一步完善发展，新技术将得到更广泛的应用。
参考文献：
地下铁道工程篇2
关键词：地铁；安全施工；监控量测；沉降变形
1工程概况
北京地铁十号线一期工程苏州街站，站位位于海淀南路与苏州街交叉路口，站位与海淀南路基本平行（东西向），车站北侧苏州街以东为亿方大厦（13层）、海淀区机电设备厂住宅楼（11层）；苏州街以西为六层住宅；车站南侧苏州街以东为五层建筑物，苏州街以西为航天长城大厦（15层）。
苏州街站为直线侧式车站，总长195m，其中两端为双层双跨单柱结构，长166.0m，宽22.5m，覆土厚度为6～7m；中间为单层双连拱结构，长29.0m，宽16.4m，覆土厚度为12m左右。车站主体双层地段及风道挑高段采用“pBa”法施工，单层地段采用“中洞法”施工，风道标准段采用“CRD”法施工。
2监测目的及项目
2.1监测目的苏州街站监测方案设计以安全监测为主要目的，同时考虑积累地下工程施工经验、验证修改设计参数、对地层参数进行反分析的需要。
2.2监测项目苏州街站双层主体结构采用“pBa”工法施工，目前主要进行导洞的开挖支护施工。依据导洞的实际施工情况，监测项目主要有地面沉降监测、建（构）筑物沉降监测、导洞拱顶沉降、导洞收敛等a类必测项目。另外，我们还进行了围岩土压力量测、初支格栅应力量测等B类选测项目。降水水位监测由北京地质工程公司负责实施。
3沉降变形的原因及规律分析
3.1地表沉降规律分析选用了苏州街站地表沉降量最大的D1-3测点（累计沉降量为19.01mm）进行分析，在进行地表第一次监测时，监测值与初始值相同。随着导
洞的开挖，地表沉降按规定的频率进行监测，地表沉降监测变化曲线见图1。
从测点变化曲线图中，我们可以得出以下几点结论：
①测点有两个明显的沉降区域，时间分别相对应于主体下部导洞开挖通过时间和上部导洞开挖通过时间。
②第一个沉降区域时间明显较第二个沉降区域时间长，这与实际施工情况相符合。下部导洞因主要位于砂卵石地层，施工进度较慢，持续时间较长；上部导洞拱部因主要位于粘土层，施工进度较快，持续时间较短。
③第一个沉降区域沉降速率较第二个沉降区域沉降速率小，这主要是因为上部3个导洞施工进度均较快，对地表的影响较大；而下部3个导洞因施工进度快慢不一，通过该测点位置的时间相差较多，沉降速率较小。
④导洞全部通过后，地表沉降值即趋于稳定，这说明影响地表沉降的主要因素为洞室的开挖。锚喷支护完成、洞室成为闭合的稳定结构后，对地表的影响将明显较小。因此，在施工过程中，控制的重点应为每一循环开挖的时间和洞室闭合成环的时间。
⑤因为上部导洞和下部导洞开挖过程中，对地表沉降有一明显的分界，因此，我们有理由相信，在后续的扣拱施工中，地表将出现另一次明显的沉降。
⑥“pBa”工法施工的暗挖车站，地表沉降值及沉降速率有明显的分界，因此在进行回归分析时，很难找到一个函数（无论对数、指数、幂函数）将所有的沉降进行模拟。
⑦D1-3测点所处断面沉降见下列数据。
D1-1：13.74mm
D1-2：18.21mm
D1-3：19.01mm
D1-4：17.48mm
D1-5：11.33mm
3.2拱顶沉降规律分析选用与地面沉降测点位于同一里程的上部中导洞拱顶沉降点F2进行分析，F2测点累计沉降值最大为11mm。为便于分析，进行曲线模拟，我们取沉降值的绝对值做出沉降曲线，见图2。
对该曲线进行了回归分析，模拟曲线函数为。从沉降曲线图及地表沉降曲线图可得出以下几点结论：
①上导洞拱顶沉降值小于地表沉降值，这主要是因为地表沉降值是由于多个导洞开挖时引起的，但拱顶沉降主要为单个导洞开挖后引起的沉降。
②从沉降曲线图中知道，在初步沉降后，又出现了一次较大的沉降区域，这是因为F2测点位于风道挑高段导洞与车站主体导洞相交的地段，风道挑高段后期施工导洞开挖时引起又一次较大的沉降。
③因为F2测点沉降受多个导洞开挖影响，造成了模拟曲线的与实际的沉降曲线相差较大。
4对监控量测工作的体会及建议
4.3对今后监测工作的建议与意见①苏州街站暗挖车站双层结构施工有6个导洞之多，拱顶沉降测点、收敛测点、地面沉降测点较多，监测工作量很大，而且地表监测受交通影响较大，建议统一制定围岩稳定的标准值，即地下无施工时，监测值达到一定的标准即可停止监测。
②加强对各测点的分析。沉降是各种因素影响的综合反映，在今后的监测工作中，应加强对监测数值的分析，了解引起沉降的主要因素。
参考文献
［1］孙伟、谢飞鸿.监控量测在地铁施工工程中的应用［J］.河南建材,2007,(6).
［2］周慧、孙伟、霍如桃.地铁隧道施工监控量测技术的应用［J］.科学技术与工程,2010,(12).
地下铁道工程篇3
关键词：暗挖隧道地下水危害治理
中图分类号：U45文献标识码：a
引言
目前，无论是在隧道建设过程中，还是在建成后运营维护阶段，地下水的治理一直是一个老大难问题。如何查明地下水分布规律、经济、合理的处理好地下水问题，往往关系到隧道工程的成败。
1、地下水对隧道工程的作用
地下水不但影响隧道工程的施工，对隧道结构产生危害，降低衬砌结构的可靠性，导致衬砌失稳破坏，而且还会引起其他隧道病害，影响隧道正常使用是的安全。当隧道通过松散岩土，岩溶裂隙发育或断层破碎带时，往往与区域地下水和地表水有一定的水力联系。
2、地下水的危害
就隧道事故而言，地下水在隧道工程地质问题的发生过程中起到至关重要的作业，地下水活动和作用往往是形成隧道事故的主要因素，大量的灾（难）害性事故的发生，大都是由于地下水作用触发和诱发的。地下水对工程的危害主要包含以下几项：
2.1地下水对于工程安全的危害
（1）降低围岩的稳定性，对软弱质围岩、松散破碎围岩影响尤大；
（2）降低围岩的承载力，导致结构变形失稳；
（3）高承压力增加结构的外部承载力，导致结构变形失稳；
（4）地下水若与地表、地下水体水系联通，可导致隧道结构大面积受淹，导致人员伤害、机械损坏、结构成品破坏；
（5）开挖初支过程失水导致围岩失水固结，引起地表及建筑物沉降，失水过程如带出泥砂，极有可能导致坍塌等重大安全事故；
（6）运营期间隧道结构尤其是拱部渗漏水滴至机车牵引接触网会导致列车运行安全事故。
2.2地下水对于地下工程质量的危害
（1）地下水发育导致初支喷射砼、商品砼质量降低，隧道结构强度降低；
（2）强、中风化地层初支与基岩不密贴时地下积水可导致隧道结构上浮；
（3）地下水如果对砼、钢筋有腐蚀性将降低甚至破坏隧道结构的质量；
（4）结构渗漏水的治理一直是南方地区地下工程施工的重点和难点。
2.3地下水对于地下工程施工进度
（1）对于地下水发育的地段必须增加预注浆或预降水等措施，一般都会增加施工工期；
（2）地下水的存在直接降低开挖、初支、二衬施工的工效；
（3）结构完工后渗漏水治理将影响隧道的竣工交验。
2.4地下水对于地下工程文明施工的危害
（1）如地下水未得到有组织引排，将导致隧道内积水泛滥成灾、泥泞不堪；
（2）初支、二衬渗漏水导致隧道内作业环境变差。
2.5地下水对于地下工程建设成本、运营成本的危害
（1）开挖初支过程增加地下水处理费用；
（2）二衬结构完成后增加渗漏水治理费用，且该笔费用往往很难预控，占工程后期缺陷处理投入的90%以上；
（3）地下工程渗漏水治理是一个长期、反复的过程，即使到了运营阶段也难以避免，甚至有些运营10余年，治水还在继续，治水是一项艰巨、成本不可控的工作。
3、地下水的治理
地下水的治理方法有很多种，主要有：堵水、排水、截水、降水、冻水等方法，有时是单独使用，有时结合使用。隧道施工地下水治理方法应综合的考虑地层岩性、隧道埋深、地区岩溶情况等因素，必须结合隧道穿越地区实际情况合理选择。
3.1堵水
使用的情况：工程承包合同、设计文件要求堵水，隧道周边对沉降控制要求高且不允许排水、富水地层地质自稳性必须注浆加固兼堵水。
堵水的方法：洞内全断面深孔注浆、上断面深孔注浆、长管棚周边注浆、袖阀管注浆、超前小导管注浆、tSS小导管注浆、地面旋喷桩、搅拌桩施工、钢花管注浆等。
3.2排水
使用情况：工程承包合同、设计文件无明确要求、周边环境对沉降要求不高、为保证施工安全质量要求临时性排水，地下排水应有组织引排、按计划引排。
排水的方法：隧道两侧设置排水沟，如隧道开挖方向为下坡，在掌子面5～10m处设置临时集水坑，将掌子面围岩含水及后方结构渗漏水引至集水坑后，用自动潜污泵及时排至洞外；如隧道开挖为上坡，直接通过排水沟排至隧道最低点，再用潜水泵排至洞外，地下水应有组织引排，尤其在掌子面附近的地下水要避免排水沟靠近拱脚，避免地下水长时间浸泡初支基岩。
3.3降水
使用情况：周边环境条件允许降水，地表和洞内有降水施工作业条件。（如图一所示）
降水的方法：一般地表轻型井点降水、井点降水、洞内井点降水，降水成败与井点布置、井点大小、降水井的保护密切相关，降水井深度一般较隧道开挖面深5～10m，降水深度应低至隧道开挖面以下0.5～1m，降水井布置一般沿线路中线、隧道两侧各布置一排，采用小孔径、低密度降水效果会更好。降水过程必须加强周边管线及建筑物的监测，如发现异常必须立即停止降水，并在靠近建筑物及管线一侧增设回灌井。
图一pVC管外包裹过滤
3.4隔水
使用情况：地表不具备全范围注浆堵水、全范围堵水成本太高、受影响的建（构）筑物在隧道一侧，可采用止水帷幕进行隔水处理，以减少失水漏斗范围。
隔水的方法：搅拌桩、摆喷桩、旋喷桩（单管旋喷、双管旋喷、三管旋喷）、钢花管注浆、袖阀管注浆等，在隧道开挖周边形成隔水帷幕，隔水桩可设计为2～3排咬合桩，隔水桩深度一般较隧道开挖底面深5～10m。
3.5冻水
使用情况：采用冷冻法临时固结地下水及增强临时性增加围岩自承能力，在部分软弱富水地层采用注浆效果较差时，可采用冻结法阻水，或冻结法与压注法结合使用，冻结法成本较高，安全风险较大。
4、暗挖隧道受地下水危害的工程案例
深圳地铁某暗挖隧道区间因受地下水影响，在隧道开挖过程中造成掌子面失稳，引起地面坍塌。
4.1工程地质
隧道拱顶埋深25.4m，拱顶以上覆盖层从下往上依次为：微风化～中风化粗粒花岗岩、砂土状强风化、硬塑状砾质粘性土、透水性强的砂质粘性土、粘土、粉砂、粘土、淤泥、填砂等，各地层分布不均。
4.2水文情况
该段设计地下水为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水。隧道内易形成较多积水。局部地段裂隙水较丰富，工程地质条件较差。地表水主要受临近河流及潮汐影响。地下水补给主要来源于降水，并接受海水侧向补给，地下水与海水具有密切的水力联系。
4.3原因分析
4.3.1造成隧道掌子面坍塌的主要原因是：
（1）地层含水丰富，隧道开挖过程失水较多，隧道初支成型后基面仍有较多渗漏水点，围岩失水固结是造成掌子面坍塌的主要原因，且由于隧道上覆土无隔水层，主要为透水性强的砂质粘性土；
（2）该段隧道拱顶基岩呈减薄趋势，虽然设计地勘文件显示拱顶以上微风化花岗岩埋深3.7m，但实际该区域地质差、情况复杂，基岩起伏变化大，潜在施工风险很大。
（3）地质差异较大，地勘确定为Ⅲ级围岩，微风化，基岩拱顶覆盖3.7m，现场实际约1m，地质资料与实际存在较大差异。
4.3.2处理措施
（1）清理距离掌子面30～50m的积水和淤泥，再利用木板、砂袋铺设施工道路，延伸至掌子面塌方体处。
（2）堆码砂袋初步封堵掌子面，然后再挂设钢筋网片、填塞格栅、喷射砼全封闭掌子面50～80cm厚，保证其刚度和稳定性。并在拱顶塌方处埋设注浆钢管，用于后续对拱顶以上土体进行注浆加固。
（3）对靠近掌子面10m范围的初支进行复喷。
（4）掌子面封堵稳定后，从预埋的注浆管(需要时重新钻孔)进行双液浆回填压密注浆加固。
（5）处理过程中对隧道拱顶、收敛加密监测，洞内地表安排专人进行巡视。
（6）对掌子面前方地质进行补勘，根据补勘和详勘资料，研究确定此段隧道下一步支护措施。
5、总结及思考
5.1施工前，要通过钻孔勘探，准确预报施工前方的工程地质和地下水情况，在围岩发生变化时，及时调整施工措施。
5.2根据设计要求和超前地质预报结果，并以“堵截为主，排引为辅”的原则，对富水软弱破碎围岩隧道采用深孔注浆工艺进行注浆止水，或者通过其他工艺方法减少地下水对隧道施工的影响。
5.3软弱围岩隧道开挖支护施工中严格遵循“二十一字原则”，即按照“管超前、严注浆、短开挖、弱爆破、强支护、快封闭、勤量测”组织施工。
5.4有针对性的编写暗挖隧道施工应急预案，并储备足量应急物资。
6、结束语
近年以来采用暗挖法修建地下工程越来越多，如何处理好隧道建设与地下水的关系是可持续发展的需要，也是工程建设发展的需要。为有效缓解因受地下水影响产生不良反应，在工程建设地下水处理过程中必须遵循“防、排、截、堵结合，因地制宜，综合治理”的方针，结合施工环境的承受能力和施工成本等诸多方面的因素，预先控制隧道涌水量，保持地下水环境的相对平衡。
参考文献
地下铁道工程篇4
【关键词】复杂地质条件；铁路隧道；施工技术
随着新型城镇化的持续推进，铁路隧道工程快速发展，规模越来越大，但是在岩溶地质、淤泥质粘土、湿陷性泥土等复杂地质条件下，铁路隧道施工面临着很多问题，一方面对于各道工序的施工要求较高，另一方面容易发生严重的安全事故，危及施工人员的生命安全，采用科学合理的施工技术，提高铁路隧道工程的安全性和稳定性。
一、复杂地质条件下铁路隧道施工难点分析
1、安全意识淡薄
由于铁路隧道工程施工现场的地质条件比较复杂，在施工过程中必须高度重视安全问题，但是一些施工单位的安全意识淡薄，只要不塌方就不采取防护措施，很多管理人员认为铁路隧道塌方是因为地质环境变化，将地质条件作为造成铁路隧道施工问题的主要因素，对于施工现场地质条件缺乏全面的了解和认识，制定的施工组织方案不合理，并且在施工阶段很多施工单位没有专业的地质技术人员，多凭借经验进行施工[1]，严重影响了铁路隧道施工质量。
2、施工技术不合理
施工技术是影响铁路隧道施工质量的关键，在复杂地质条件下的相应防御技术、勘探技术以及施工机械设备操作技术会直接影响铁路隧道的施工进度和施工安全。当前，我国很多地区的铁路隧道施工都使用掘进机，应用钻爆法，配合衬砌技术、支护技术和通风技术，但是在复杂地质条件下存在很多的不确定因素，对于施工技术的切实可行性要求更高，如一些施工企业为了追求经济效益，在施工现场一些技术设备工具准备不齐全，施工人员对于铁路隧道施工要求了解不深入，存在着盲目施工、随意施工等问题，并且对于铁路隧道施工现场的实地勘探水平较低，无法准确预测安全隐患和地质危害，影响了铁路隧道施工安全。
3、地质条件复杂多变
我国很多铁路隧道工程都建设在地形崎岖、山地起伏不平的地区，复杂多变的地质条件给铁路隧道施工带来很大困难。一方面，由于复杂地质土层自身的稳定性较差，如岩层脆弱、结构复杂、地壳活动频繁等[2]，容易发生地面沉降、土体滑坡、泥石流等地质灾害，施工难度大，对于施工技术要求很高；另一方面，由于特殊的施工环境，铁路隧道施工时往往会接触地下水、石油燃气管道、建筑物等，造成建筑倒塌、地表土层变化，威胁人们生命安全，因此必须高度重视铁路隧道的整个施工过程，提高施工质量和施工安全。
二、不同复杂地质条件下的铁路隧道施工技术
1、地表滑坡地质条件下
对于地表滑坡地质条件，应高度重视铁路隧道施工的安全问题，采取有效防护控制措施。对于铁路隧道施工现场的低洼和错台区域做好平整处理，做好防水设计，将地表水进行有效隔离，确保排水顺畅。由于这种地质条件下包含大面积的松散堆积岩，其牢固性和稳定性较差，很容易导致铁路隧道发生塌方事故，因此在使用爆破法时，应合理控制爆破强度和范围，尽量采用短推进方式，加强施工现场支护处理，为了防止出现大面积坍塌，还应做好预加固处理。在地表滑坡地质条件下进行铁路隧道施工，要重点考虑到侧向土压力对于铁路隧道壁的影响，增加隧道边墙和拱部的强度，做好二次衬砌，加强支护控制。另外，在铁路隧道中应做好防水排水处理，由于很多区域的埋深比较浅，地下水容易发生渗漏，在施工过程中可开挖一些台阶，最大程度的降低对围岩土层的扰动，全面监测周围山体和岩体变化，一旦发现岩体强度下井或者周围土层松动，立即停止施工，结合实际情况有针对性地进行加固处理。
2、软弱围岩地质条件下
软弱围岩地质土层的稳定性较差，在进行铁路隧道施工时，要考虑到岩质土层比较松软，在地质起伏较大的区域，铁路隧道洞顶仰坡容易发生坍塌事故堵塞洞口，在这种情况下应采取科学合理的处理措施。首先，做好铁路隧道施工现场的排水处理，为了有效控制地表水逐渐渗漏，在地表塌陷和裂缝区域用粘土填充夯实牢固，然后在塌陷区域外侧设置截水沟，控制塌陷发生区域，避免大量地表水再次渗入。其次，使用自进式R32n锚杆对软弱围岩地表层进行注浆加固[3]，保障地质土层的稳定性，及时清理塌陷土层，做好有效的防护处理，例如，应用超前预支护方式加强塌方体土层处理，按照先支护再施工的顺序，将塌方体运出施工现场。再次，留下塌方体核心的土体，拆除损坏的支护钢架，将外露管棚和格栅钢架连接为一个整体，提高其强度。最后，做好初期支护，在铁路隧道塌方区域进行二次衬砌和仰拱处理[4]，保障施工安全和施工质量。
3、偏压围岩地质条件下
偏压围岩地质条件相对比较恶劣，主要表现为地形不对称、围岩土层覆盖厚度很薄、地形陡峭等，很容易发生滑移、塌陷和裂纹，并且偏压围岩地质包含大量的石英云母风化岩，一旦遇到恶劣天气，在偏压力影响下容易导致岩石土层滑移，因此铁路隧道工程施工设计时，应全面了解偏压围岩地质的实际情况，在初期做好围岩支护设计，优化施工顺序和施工工艺，加固严重偏压区域，高度重视施工安全，在偏压围岩地表上进行注浆加固处理，提高施工人员的质量意识和安全意识，强化施工技术水平，一旦发现围岩裂纹及时进行处理控制，将裂纹控制在允许范围内然后再进行施工。对于拱顶下沉、地下沉降等问题，有针对性地采取有效措施，例如，首先停止挖掘施工，对下沉区域进行支护处理，封闭铁路隧道的掌子面，拆除裂纹周围的山体，对仰拱进行加固处理，构成闭合的支护环，铺设断面钢筋，然后做好二次衬砌支护加固[5]。在关键和容易出现问题的围岩地表区域适当进行加固，扩大岩体摩擦角，强化土体受力，提高铁路隧道施工的安全性和稳定性，最后采用短台阶法进洞施工，将槽钢垫底设置在隧道拱架下方，避免拱顶出现大面积沉降，按照快速封闭、轻度爆破、慢慢推进的原则，做好仰拱二次衬砌，最终完成整个铁路隧道的施工建设。
结束语
铁路隧道施工是一项复杂、专业的系统工程，对于施工人员、施工技术、施工方案有着较高的要求，在复杂地质条件下进行施工建设，更应该高度重视施工安全，结合不同的地质环境特点，有针对性地改进铁路隧道施工技术，加强施工质量管理，在保障施工安全和施工质量的基础上，采用现代化施工技术和施工机械设备，适当加快施工进度，推动地铁隧道工程的快速发展。
参考文献：
[1]肖毅.复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究[J].低碳世界，2014，01：202-203.
[2]孟凡军.复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究[D].西南交通大学，2012.
[3]肖乾举.复杂地质条件下铁路隧道施工技术研究[J].科技创业月刊，2013，05：183-185.
地下铁道工程篇5
关键词：运营地铁保护地下连续墙冷冻法止水隧道变形监测
中图分类号：U448文献标识码：a
引言：随着城市轨道交通的迅速发展，在运营地铁线路附近进行工程建设的现象越来越常见。为确保原有地铁线路的正常运营，必须严格控制施工对运营地铁隧道的影响，同时做好施工期间对地铁隧道的监控。本文以华南某运营地铁隧道为例，探讨在运营地铁隧道上方修建公路隧道时的保护措施和监控措施，从而确保地铁线路的安全运营。
1工程概况
华南某地铁隧道上方修建下穿公路隧道，该公路隧道与地铁隧道在平面上成十字交叉。地铁隧道为盾构法施工，外径约6.0m，左右线之间净距约7m。地铁隧道顶覆土约16m，地铁上方基坑开挖深度约10m，地铁衬砌结构顶距基坑底约6m。为有效控制基坑变形，基坑采用地下连续墙围护，为有效止水封闭基坑及控制坑底隆起，基坑底以下4m范围内采用三轴水泥土搅拌桩满堂加固。为更好地保证止水，在地铁上方基坑南北端增加冷冻法止水施工。工程基坑与地铁结构关系见图1-1。
图1-1工程基坑与地铁结构关系图
2工程施工对地铁隧道影响分析
根据该公路隧道的设计、施工方案，并结合地铁隧道所处的地质环境分析，本工程的施工可能对地铁隧道产生以下几方面的影响：
2.1基坑施工卸荷或加载易导致地铁隧道结构变形
基坑开挖的卸荷，主体施工时的加载期间，地铁隧道上方进行重复的卸载和加载，易引起坑底土体回弹、位移，地层变化向隧道传递，继而引起区间隧道管片出现回弹变形，严重时直接影响列车运营。上部的工程活动对拱顶的受力、变形影响较大，可能导致地铁既有结构变形；管片开裂、连接螺栓刚度受损；地铁防水结构破坏，造成道床、隧道渗漏水。
2.2基坑底存在涌水、涌砂风险从而影响地铁隧道安全
地铁隧道主要处于透水性砂层中，施工中稍加扰动极易形成流砂状态，当基底出现涌水、涌砂和管涌，则易造成基坑失稳，大量水土流入基坑，造成周边地面或建筑物下沉，引起地陷或建筑物倾斜，引起坑底隆起，地层移动并导致地铁隧道结构变形，从而引起区间隧道管片出现变形，造成隧道开裂、破损、渗水现象，严重时隧道位移过大，造成轨道变形，或地铁运营电网受损，直接影响列车运营安全。
2.3近距离施工震动造成地铁设备破坏
地铁上方基坑支护中的三轴水泥土搅拌桩、地下连续墙、旋挖桩与地铁隧道结构的距离较近，如地铁隧道两侧的连续墙与隧道相距5米，两孔隧道之间的旋挖桩，桩长超过地铁隧道结构底，特别是连续墙成槽及修槽施工中，破除连续墙、中隔离墙桩头引起的震动，均易对地铁隧道造成影响，或者造成地铁防水结构破坏。
2.4冷冻法钻孔施工及冻胀冻融对地铁结构的影响
根据冷冻法止水设计方案，为达到更好的冻结效果，冷冻管需与隧道结构外表面密贴，因此在施工中有钻通隧道结构的风险。另外，由于冻结工法特点，冻结期会使隧道结构产生冻胀变形，严重时可能造成管片较大的变形甚至破坏，而在解冻期，冻土体融化体积收缩，地层会产生一定的沉降，对附近的隧道结构也会造成一定的影响。
3工程施工期间对地铁隧道的保护措施
通过以上该工程的施工对地铁隧道的影响分析，结合实际施工情况，对运营地铁隧道采取了以下几方面的保护措施：
3.1对运营地铁隧道进行人工加密监控
为了较直观地掌握工程施工过程中地铁隧道产生的变化情况，需对地铁隧道结构进行一定频率的动态监控，并建立档案进行比较分析。主要通过施工前隧道结构现状普查、施工过程中的人工监控和施工后的现状确认三部分来进行。施工期间的人工监控主要是安排人员通过肉眼观察和拍照建档的方式，详细记录施工期间隧道管片的变化情况，频率则根据实际施工情况略做调整，在基坑支护阶段为每周检查一次，在土方开挖及主体结构施工期间则调整为每周两次。
该段隧道在施工前普查中状态良好，结构无渗漏水现象，管片无裂缝、错台等异常情况。而在基坑支护阶段，冷冻法施工开始后，冷冻法影响区域的管片出现不同程度的渗漏水现象。出现该情况后，工程人员结合施工开始以来监控的记录进行分析，确定是冷冻法的冻胀力令原管片止水胶条发生弹性变形，导致止水压力低于外部水压力，从而引起渗漏水。通过采取调整冷冻设备参数和对渗漏位置进行注浆止水，及时处理了冷冻法引起的隧道结构渗漏水现象。
3.2围护结构控制措施
地铁隧道上方近距离的搅拌桩、连续墙、旋挖桩施工深度和垂直度控制是本工程安全控制的重点，在实际施工中采取了以下控制措施：
(1)认真核对公路隧道与地铁隧道的平面位置及高程，提高施工中的精度；
(2)搅拌桩和旋挖桩分别通过搅拌桩机和旋挖钻机的钻杆标识来控制桩长，设立自动开关控制装置，连续墙通过测绳反复测量成槽深度；
(3)通过成槽机和旋挖钻机自身配备的电脑系统，自动调整钻杆垂直度；搅拌桩机通过钻架悬吊铅垂来控制垂直度，终孔后再采用超声波检测孔壁垂直度。
3.3土方开挖控制措施
为有效控制地铁隧道上方土体开挖步骤，防止土体卸载后地铁隧道上浮，施工时采用了分块、分层、分条、限时开挖的方式。施工过程中东西两区依次开挖，先施工西区，后施工东区，深度方向上分层开挖，严格遵循“开槽支撑、先撑后挖、对称、平衡、限时”的原则，基坑竖向分三层开挖，第三层分条开挖完成后及时浇筑该条垫层，以控制基坑隆起，减少对地铁隧道的影响，垫层完成后，及时施作主体结构。
3.4冷冻法施工控制措施
(1)钻孔前，对每个孔的长度和地面及孔底标高进行细化，在隧道顶上部1m以上段采用牙轮钻头钻孔，以克服地层软硬不均的影响，保证钻孔垂直度和提高钻孔效率。在隧道上部的孔及可能偏斜碰到隧道的冻结孔，提前在地面配好钻杆长度，详细记录钻进深度，根据设计尺寸当离隧道还有1m时，改换三翼钻头，钻头上不配硬质合金（钻不动隧道管片），慢慢钻至设计深度，同时根据钻进扭矩和进尺速率判断是否到达隧道边缘。
(2)本冻结区域土体为粉质粘土和风化岩，含水量和渗透系数小，同时上部土层已进行搅拌加固，土性被改良，综合分析此工程弱冻胀情况。冻结帷幕的外侧没有受限，冻胀力可以得到及时释放，不会产生较大的冻胀力。为安全起见，在冻结帷幕布置若干泄压孔，当冻胀力产生时，通过泄压孔直接向地面释放地层过高压力，以减少可能对隧道的挤压影响。
3.5对运营地铁隧道进行自动化监测
为了连续监测工程施工影响下隧道结构的几何变形情况，及时掌握隧道变形的规律，科学合理地指导工程施工，并将施工对隧道的变形控制在较小范围内，在受工程施工影响的地铁隧道范围内建立了全自动的无线传输监测系统。具体的监测方案为：在受施工影响的地铁隧道局部区段左、右线各布设13个监测断面，每个监测断面布设5个监测点（分别位于左、右钢轨旁的道床上，左、右拱腰部位和拱顶部位）。每条地铁隧道的13个监测断面中，7个断面在下穿公路暗埋隧道正下方，另6个布设在暗埋隧道边线两侧。在基坑支护阶段及主体结构施工期间，地铁隧道监测频率均为1天/3次，地下结构施工完成后再保持1个月的监测，频率则调整为3天/次。经过施工期间的跟踪监测，一直到该行车隧道主体结构全部完成，运营地铁隧道各监测点的累计变化量均在2mm以内，变形量较小，本工程的施工对地铁隧道结构的影响不大。
4结语
通过对本工程施工对地铁隧道的影响进行分析，并提前采取了相应的保护措施，该公路隧道顺利完成，施工期间地铁隧道变形量较小，说明采取的措施对于地铁隧道的保护是成功的。本工程由于基坑距离地铁结构较近，除了在基坑支护阶段提高施工中的精度外，还应做好对隧道结构的动态观测，及时掌握隧道结构变化规律，同时指导工程的施工，本工程的经验可供以后类似的地铁保护项目参考。
地下铁道工程篇6
关键词：地铁工程；概预算；特殊性；问题；措施；
中图分类号：U231文献标识码：a
一、地铁工程的特点以及概念
1、地铁工程的特点
由于地铁工程施工规模大，工期时间长，就会对施工特点周围的环境造成影响，地铁的施工是在地下，由于对地质的勘测不准确，就会给地铁施工带来一定的风险，所以要在施工前对施工地点的地质进行准确的勘测和分析研究，并根据结构的受力情况进行分析，从而能够减少在地铁施工中的风险。、在地铁施工中，城市地下地质复杂多样，由于地铁施工工序复杂，交叉作业，施工单位多，在地下占有很大的空间，工期时间长，就会给地下的地质结构造成一定的影响，会给地
铁施工带来一定的风险，所以要在施工中及时的对地质结构进行勘测，出现问题就要及时的去解决，以免造成不必要的风险；正因为地铁的施工建设是在地下，在进行施工中周围地下的管道等会给地铁施工带来一定的危险。
2、地铁的概念
地铁是地下铁道的简称，也可以称之为地下铁。从狭义上来说，地铁是专门指地下运行的城市铁路系统或者捷运系统。广义上来讲，因为很多诸如此类的系统都是为了配合周围的环境，很多地面也存在这种运输方式，所以，地铁也就包括了各种各样的地面以及地下的密度非常高的交通运输系统。地铁是独立的轨道交通系统，它的运行比较便捷，击鼓不会受到地面道路的影响，所以即使路面交通非常拥挤，地下铁已久可以高速运行，因此其客流量也就非常大，加上它耗能比较低，并且受干扰程度低，所以被称作为现代城市的动脉，是一个城市成为国际化大城市的一个现代化的交通标志，地铁的运行不但可以体现一个国家科技水平以及国家实力，更重要的是，它很大程度上缓解了城市交通紧张的状况，成为国家大力推行的一种交通运输方式。
二、地铁工程的概预算的特殊性及存在问题
1、人工费
地铁工程基本上都位于地下进行施工，特别是运营期间进行改造，为了不影响地铁运营，白天无法进行施工另为了施工人员的安全，基本上都在地铁夜间停运后进行施工，故施工时间为停运后半个小时至早晨开运时间前一个小时故基本施工时间为夜间23:30~400，基本施工周期为4.5小时同时为了地铁运营的安全，不允许任何工具及施工用具停留在轨道上，故施工时需每日重复施工用具的安装及搬运，故有效施工时间更为缩短，但按照现在的定额方面，此概预算为一大空白而根据现有的定额及概预算软件，施工人工工时部分都按照常规的施工做法进行设计的，故对施工单位方面，按照此定额进行计算，根本无法做到收支平衡例换一个阀门，针对于常规工程，需0.3个工时，但针对地铁施工，由于量少也得出2个工人，因地铁要求两个人施工，互相照应，故按照施工单位角度上，还得在夜间施工，需支出两个工人的全日制工资，故更换一个阀门要比常规工程投入大的多
2、综合单价
地铁工程改造及维修工程综合单价都相对于常规工程高很多这点通过概预算软件及定额都无法实现，显得非常不合理如1.1所诉，更换阀门需投入2个人工及阀门自身成本，一个300元的阀门，更换后成本需560元（按照人工费180元/日），还不包括夜间交通费以及税率管理费施工单位利润等另地铁天井，高处有的在离地面16~20m以上，因在地下工程，采用吊车吊篮都无法使用，只能使用脚手架，使用移动架由于过高也无法架设，此阀门更换需脚手架的安装及拆卸，阀门自身成本，脚手架租赁费用，人工费用，故一个300元的阀门，对地铁工程的改造及维修上可能就得在2000元以上，这样显得报价很不合理，但现场施工条件如此，成本投入就是这么多故存在造价审核单位与施工单位报价差距很大的矛盾，很多时候需要多次沟通故地铁工程改造的综合单价有着其特殊性。
三、针对地铁工程的实例分析
1、施工方案及施工范围
①天井泵无泄水管增设泄水管：对于此项细部工程主要是对于天井泵现出水管路处进行拆卸一根管，量好尺寸，切出三通的量，增加Dn70的旁路，旁路处增设蝶阀，同时采用法兰连接，故需增设，向现有集水坑其中管道长度每一处按6m管道进行考虑②止回阀修复：将现有的坏掉的止回阀进行拆卸，同时更换现有新购置止回阀③弯头卡箍法兰修复：将现有的坏掉的弯头卡箍法兰进行拆卸，同时更换现有新购置弯头卡箍法兰特别说明的是，弯头卡箍法兰处有些需增设脚手架④增设雨罩：对于现有在天井暴露的配电柜增设雨罩，购置超出配电柜宽度及长度各30公分面积的钢板，将其与支架焊接，锚栓在墙上⑤增设天井泵：于远洋国际一处无天井泵进行购置及管道管件的安装，同时购置配电柜的安装及购置。
2、施工造价分析
1）施工造价基本造价表
工程造价分析表（一）
工程造价分析表（二）
工程造价分析表（三）
2）①措施费：按材料费用的20%计算（其中包括夜间施工，封闭作业，二次搬运清理等），共66870*0.20=1337元②机动车（包括新料废料拉运，晚上作业人员接送及其台班停滞费等）：300元/天*30天=9000元③人工费：200元/（天*人）*510天=102000元④综合费用：规费人工费102000*45%=45900元；利润：人工费102000*50%=51000元；1~5项费用合计：63870+13374+9000102000+45900+51000=288144元；营业税：2881443.341%=9627元；总费用合计=297771元。
3）脚手架工程量分析
垂直防护架工程量按室外地坪至最上一层横杆之间的搭设高度乘搭设长度以m2计算，因风井较高，因不搭架子能够修复处，均已修复而所坏之处位于风井管道出户处，基本上都在10m左右，若搭这么高的架子搭设长度不能太短，否则安全无法保证，故每处长度均应12m左右。
结束语：
文章对地铁工程概预算的特殊性及存在问题进行了探讨，希望对相关行业可以起到一定的参考作用。
参考文献:
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[6]王李刚.地铁工程造价控制分析[J].铁道工程学报,2001,04:54-58.
地下铁道工程篇7
曲折地铁梦
今年60岁的毛牧青是个老青岛，上世纪80年代，20多岁的他在公交公司开过15路、23路等南北线路的公交车。
因为当时水清沟以北到钢厂附近多为纺织、化工、机械等国有企业，而这些企业的职工多在市里居住。由于车辆少、乘客多，高峰期人们蜂拥挤车造成车辆滞站、运行晚点，导致纠纷不断。到上世纪80年代中期，周围的企业虽然发生了不少变化，但乘车的人并未减少，“乘车难”问题始终没有得到根本解决。
“那时就有建地铁的呼声，多为这里经常乘车上下班的职工，以及社会上的有识之士。”毛牧青表示，这种呼声一直很强烈，“当时‘青岛市地铁筹建办’的字还是我写的呢。”毛牧青回忆道，在上世纪80年代中期，市领导根据社会呼声和南北线“乘车难”热点就有了建地铁的构想和蓝图，并抽调了公交公司等几个单位的领导和专家，在南九水路设立了“地铁筹建处”。由于他当时在公交公司做美工搞宣传，和他关系不错的公交总公司领导路树青也调到了当时的地铁筹建办，就有人建议他来写地铁筹建办的牌子，“我记得很清楚，当时筹建办的牌子有两米多高，我当时用的是黑宋体，还是繁体字”。
相关资料显示，青岛从1987年开始筹建地铁工程，1991年国家计委曾对青岛地铁一期工程批准立项，即老“三线一环”规划的一号线，当时规划是起于火车站，止于胜利桥：1993年9月，《青岛地铁一期工程可行性研究报告》通过部级评审：青岛火车站地铁站点也在1994年开工建设。青岛市在1994年正式组建了青岛市地下铁道公司，到1994年12月一期工程试验段项目开工建设。但1995年后，国家了60号文件，要求设备国产化，对各地规划进行了压缩，青岛地铁项目搁浅。
据知情人士介绍，由于当时设备国产化程度不高，在上世纪90年代，广州、上海、北京建成的3条地铁线，采用了大量的进口机车设备，综合平均造价达到了每公里6亿至8亿元人民币，高出了世界上许多国家和地区地铁工程的平均水准。此后国家又要求，凡建地铁的城市GDp必须达1000亿元以上，地方财政收入100亿元以上。这两个硬指标青岛早已达到：2007年青岛GDp突破了3700亿元，地方财政收入则达到了292.6亿元，而青岛市之所以一直没有建，一个重要原因是当时除香港外，各大城市的地铁运营普遍亏损。“地铁真要开起来，钞票不是哗哗地往内流，而是往外流”。
万事俱备梦想即将成真
青岛基本上都是花岗岩地层，施工花费要比土层低?难道不是挖起来特别费劲吗?对于这一疑问，青岛市公用建筑设计研究院胡日琪总工程师表示，事实恰恰相反。他说如果地铁在多年前开挖，那肯定很费劲，但是现在就简单多了，目前施工机械化程度高了，岩石切副技术也进步了，挖起来难度不大.相反如果在土体里开挖地铁，麻烦可能就要大点了，“虽说土体容易挖，但是在挖的过程中要不断地加固，这样才能防止坍塌，而花岗岩承重能力强，在承重方面的花费就要小一些，从这个角度讲，花岗岩地层施工花费要比土层低”。有关专家表示，青岛地下是花岗岩地质带，比起需要用各种材料进行加固的软土层，至少可以节省30％的费用。
“挖海底隧道都没问题，何况地铁呢?”目前，地铁开挖技术层面上已经没有什么难题。据介绍，胶州湾海底隧道采取的是钻爆法施工，先由台车钻出直径42毫米的眼，然后放入炸药爆破，与著名的英吉利海峡海底隧道、日本青函海底隧道的施工方法相同，这种方法成本较低，而地铁很可能继续沿用这种办法。从前，设备国产化比率低的问题，目前也得到解决。在地铁列车与轨道制造方面，本市的南车四方机车车辆股份有限公司一直在国内占据优势，并曾为国内外制造过多列设施先进、环保安全的地铁列车，因此地铁线的应用设施方面并不需要担忧。
事实上，早在1991年6月，地铁一期工程获得国家计委批准立项时，地铁建设已经开始进行。1994年12月，一期工程试验段“两站一区间”开工建设：即青岛火车站地铁站点、原青纺医院站和水清沟至开封路一段1.4公里长的试验段。试验段包括218.5米长的站台，站台高14米，宽18米，此外还有1.2公里的运行区间。这一段已于2000年竣工验收，并且取得了预想的地下工程防水和爆破震动控制等课题的试验成果。一期工程的青岛火车站地铁站点在益群地下商城内部，由青岛益群地下商城开发有限公司经营。
根据青岛市轨道交通近期建设规划总体安排，参考国内其他城市一般地铁工程所需建设工期，青岛市2020年前拟建成约87公里轨道交通线路。一期工程由西镇经火车站、中山路、泰山路、台东，沿延安三路至市政府，再沿南京路、黑龙江路过李村后转向京口路、振华路至终点青岛北站，全长27.9公里。
相关链接
青岛地铁备忘录
1987年青岛市开始筹建地铁工程。
1991年国家计委对青岛地铁一期工程批准立项，即老“三线一环”规划的一号线，当时规划是起于火车站，止于胜利桥。
1993年9月《青岛地铁一期工程可行性研究报告》通过部级评审。
1994年正式组建青岛市地下铁道公司。
同年12月，一期工程试验段项目和青岛火车站地铁站点开工建设。
1995年，国家了60号文件，要求设备国产化，对各地规划进行了压缩，青岛地铁项目搁浅。
2000年青岛地铁一号线工程试验段竣工验收。
2007年，当年青岛地铁的配套工程，青岛火车站拆除。
同年，青岛市委托部级咨询机构编制完成《青岛市轨道交通建设问题研究》。
2008年2月，青岛轨道交通建设规划编制、报批工作正式启动。
9月25日《青岛市城市快速轨道交通建设规划》及相关附件正式完成并上报国家发改委，之后经过不断的补充完善、技术论证、审核、评审等相关程序，于2008年12月通过了国家发改委组织的专家评审。
2009年4月通过国家住建部组织的专家评审。
6月26日，青岛地铁一期工程(m3线)试验段开工。
7月13日，青岛市轨道交通建设规划顺利通过国家发改委、住建部审查，呈报国务院审批。
8月13日，《青岛市城市快速轨道交通建设规划(2009―2016年)》顺利获得国家批复。
地下铁道工程篇8
关键词：地铁隧道台阶法施工数值模拟剪切应变
中图分类号：tU443文献标识码：a文章编号：1674-098X（2015）04（b）-0054-02
地铁隧道已成为特大型城市、省会城市和经济发达的沿海城市的主要交通运输手段。地铁规划、设计和施工需要消耗大量资源，而且由于各地区的工程地质水文差别巨大、周围环境也各不相同，施工时容易发生周围岩体变形过大、甚至发生塌方破坏的危险，因此对地铁隧道施工过程中产生的位移场、应力场和剪切应变场进行深入分析，研究其变化规律成为重要的工程问题[1-3]。
文献[4]对软弱围岩隧道台阶法施工进行了分析，并对不同台阶高度选择值进行了数值模拟，分析了不同台阶高度选择值对拱顶位移和掌子面挤出变形的影响，得到了一些有益的结论。文献[5]针对Ⅳ级以上围岩软弱破碎，岩土体强度低等特点，对某隧道CRD法与上下台阶法开挖进行了数值模拟，分析了隧道开挖过程中围岩的应力、位移及塑性区发展情况。
1工程实例
本区间起于张士站东端，沿开发大路向东前行，在辽宁金帝建设集团股份有限公司第二建筑工程公司材料供应处前，线路略向右偏，后折向北，穿越沈阳市西部石材市场进入太湖街，沿太湖街至沈新路站。隧道采用暗挖法施工，马蹄形断面，复合衬砌。线路呈“∨”坡，隧道结构底最大埋深19.634m（覆土厚度13.184m），最小埋深13.524m（覆土厚7.074m），平均埋深16.580m（覆土厚度10.130m）。
2台阶法施工模拟
2.1建立模型
本次数值模拟采用沈阳地铁一号线工程某段作为数值计算的原型，按照三维模型建立地铁隧道有限元模型，本次地铁隧道模型的总高度为40m，地铁隧道横向宽度取50m，前后方向取20m，这主要考虑到较小的尺寸会产生明显的边界影响；数值模型的节点总数为13241个，总单元个数为10800个。
2.2本构模型及参数选取
本次数值分析采用摩尔-库伦本构模型，这是由于摩尔-库伦本构模型可以较好地模拟岩土材料的摩擦特性。摩尔-库伦本构模型是一种弹-塑性本构模型，在应力-应变曲线达到屈服点之前，力与变形保持线性关系，卸载后无残留变形；屈服之后，应力-应变曲线不再保持一一对应的关系。相关物理力学参数见表1所示。
2.3边界条件及开挖过程
本次数值模型的边界条件如下：左右采用约束x方向位移，前后采用约束y方向位移，上顶面为自由表面、无约束，底部采用约束z方向位移，称之为箱型边界条件；开挖过程如下：首先开挖上台阶并保留核心土，支护；然后开挖核心土；最后开挖下层台阶，并支护。
3结果分析
3.1竖向位移分析
不同开挖及支护阶段，地铁隧道竖向位移云图如图2所示。通过分析图1（a）可以发现：在地铁隧道台阶法开挖第一阶段，拱顶下沉约为1cm左右，发生在拱顶正上方；拱底底鼓约为11.0cm左右，发生在预留核心土部分，在拱底中心底鼓最为严重；在地铁隧道台阶法开挖第二阶段，拱顶下沉没有发生太明显变化，但随着核心土被挖掉，拱底底鼓情况更为严重，应及时支护。在地铁隧道台阶法开挖第三阶段，地铁隧道的拱顶、拱底的变形都逐渐趋于稳定。综上分析可以看出：在预留核心土台阶法施工的过程中，第一次开挖的过程中，拱顶、拱底发生的变形最大，地铁隧道最容易发生破坏，施工时应特别注意。
3.2竖向应力分析
不同开挖及支护阶段，地铁隧道竖向应力云图如图2所示。通过分析图2（a）可以发现：在地铁隧道台阶法开挖第一阶段，在地铁隧道两帮与隧道地面的交接处发生应力集中，且集中现象较为严重；核心土部分竖向应力约为0kpa，这是由于核心土上部没有约束；在地铁隧道台阶法开挖第二阶段，地铁隧道两帮与隧道地面的交接处应力集中现象得到缓解；在地铁隧道台阶法开挖第三阶段，地铁隧道两帮发生一定的应力集中，但较前两次开挖时的应力集中现象明显减轻，也可以看出地铁隧道拱顶受力状态明显比地铁隧道拱底受力状态有利。
3.3剪切应变增量分析
不同开挖及支护阶段，地铁隧道剪切应变云图如图3所示。通过分析图3（a）可以发现：在地铁隧道台阶法开挖第一阶段，在地铁隧道两帮与隧道地面交接处的剪切应变增量较大，并形成一个双曲线形状的剪切带，说明在两帮处容易发生剪切破坏。在地铁隧道台阶法开挖第二阶段，剪切带有变大的趋势，说明开挖对围岩应力状态造成了不利影响；在地铁隧道台阶法开挖第三阶段，剪切带扩大并逐渐趋于稳定，在地铁隧道两帮处形成双曲线类型的剪切带。
3.4拱顶竖向位移分析
地铁隧道拱顶位移随时间变化规律如图4所示。由图4可以看出：在台阶法施工的第一阶段，拱顶竖向位移增长最快，并增长速度逐渐变小；数值模拟显示24h后拱顶位移能达到总沉降的70%～80%，而后期沉降相对较小；监测数据与数值模拟大致相同，但监测数据显示约5day后沉降才趋于稳定，这与数值模拟存在一定的出入。
4结论
该文基于拉格朗日有限差分程序FLaC3D对预留核心土台阶法施工进行了数值模拟，得到了主要结论如下：
（1）通过对地铁隧道竖向位移云图分析可知：在预留核心土台阶法施工的过程中，第一次开挖的过程中，拱顶、拱底发生的变形最大，地铁隧道最容易发生破坏，施工时应特别注意。
（2）通过对地铁隧道剪切应变增量云图分析可知：在地铁隧道台阶法开挖施工过程中，将会在两帮处产生一个双曲线形状的剪切带，随着开挖逐渐扩大并最终趋于稳定。
（3）拱顶位移表明：台阶法开挖施工开始时，拱顶位移增长速度较大，随时间增长变形速率逐渐减小，并趋于稳定。
参考文献
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地下铁道工程篇9
城市轨道交通工程作为庞大的、复杂的工程体系，穿梭于市中心，替代地面汽车交通，起着缓解地面道路阻塞和居民乘车难问题的作用。随着城市日新月异的发展，城市轨道交通的建设往往不会满足于一座城市修建一条地铁线路。成环、成网的地铁线路，更有利于满足人们的通行需求，也会吸引更多的客流，以及更好的带动地铁周边地块的发展。因此，城市轨道交通所面临的线站位情况比之前的建设情况要复杂的多。线站位出现了与其他地铁线路换乘、与国铁换乘等新情况。投资界面划分的产生功能需求所带来的城市轨道交通与国铁、城市轨道交通不同线路之间的工程界面搭接重合，由此产生了一个新的投资问题：投资界面的划分。项目建设涉及到业主多，设计单位多，施工单位多，导致项目产生许多运营管理界面、投资界面、设计界面、施工管理界面等界面问题。本文只对投资界面划分进行探讨，通过一些城市轨道交通项目的车站、控制中心实例，研究了投资划分方案，得出一些基本的划分原则。
案例分析
案例一：地铁车站与地铁车站、市政枢纽的投资界面划分某城市轨道交通线路的车站与某综合交通枢纽的地下停车场及公共换乘区的工程界面有搭接，这两个子项工程的投资主体不同，管理界面也不同。枢纽方、地铁方经过多轮协商，确定了如下划分方案。（1）市政与地铁之间以匣机为界，匣机以里为地铁范围，匣机以外为市政范围；此外，按城司要求，地铁公司分摊南广场地下一层闸机以外区域土建工程1亿元的建安费。（2）地下一层地铁区域设备及管理用房，地铁a、B线各自单独使用的房间，按使用功能分配给a、B线，a、B线合用房间划入地铁B线地铁站。地下一层闸机内公共区按照a、B线各50%划分。（3）地下二、三层设备及管理用房根据功能划分。（4）基坑及外包防水工程：地铁工程与市政工程之间按建筑面积所占比例分劈；地铁a、B线之间按建筑面积分劈。（5）主体结构部分：地铁工程与市政工程之间按建筑面积所占比例分劈；地铁a、B线之间按建筑面积分劈。案例二：地铁车站与地铁车站、国铁的投资界面划分某交通枢纽工程包含4个主要的单体工程，分别为国铁站房工程、地铁10号线工程、地铁16号线工程、市政道路工程，各工程间相互独立又紧密衔接，根据建筑使用功能需求的关系，制定如下投资分劈范围：综合交通枢纽工程内的地铁工程主要包含四项内容：基坑工程、基础工程、结构工程和防水工程。（1）基坑工程a.负一层基坑：东南角位置处，地铁投影范围内的基坑归地铁投资，其他范围内的基坑归国铁投资。b.地铁10号线基坑：为地铁10号线负二层投影范围内的基坑。c.地铁16号线基坑：为地铁16号线负二、三层投影范围内的基坑。（2）基础工程10号线投影范围内的桩基归10号线投资，16号线投影范围内的桩基归16号线投资，换乘节点处桩基的投资归16号线，以上投资均单独计列。（3）结构工程a.地铁16号线结构：负二、负三层范围内的所有主体结构工程，包括梁、板、柱、墙，含负二层结构顶板，不含换乘节点处10号线的主体结构。b.地铁10号线结构：负二层范围内的所有主体结构工程，包括梁、板、柱、墙，含负二层结构顶板。c.负一层结构：国铁a轴以南的负一层结构归地铁10号线投资。a轴以北地铁换乘厅结构，根据负一层国铁结构面积指标分摊，按照建筑提供的地铁10、16号线所占的面积比例进行计算。（4）防水工程a.地铁16号线防水：国铁范围内的负二层、负三层结构外墙、底板，不含负二层顶板；国铁范围外的为全包密闭范围。b.地铁10号线防水：国铁范围内的负二层结构外墙、底板，不含负一层底板；国铁范围外的为全包密闭范围。c.负一层防水：按照国铁防水面积指标分摊。计算原则同负一层结构。案例三：车站与车站的投资界面划分某线地铁车站，初设评审前，应规划院要求，与还没有建设规划，没有项目名称的预留支线的车站形成双岛四线车站。因共线车站没有建设规划，所以支线部分的车站由先期建设的线路代建，共线部分放入先期建设线路的同步实施工程。案例四：控制中心的投资界面划分（1）某市地铁综合控制中心按5线共享，全部投资放在1、2号线，按各自二分之一的原则分劈。后期建成的3条线路，每条线路给综合控制中心接入费。（2）某市综合控制中心为6线共享。投资按1号线、2号线分别分摊控制中心总投资的六分之一，剩下的三分之二计入1号线的同步设施工程。投资划分原则经过对车站、控制中心投资划分方案的归纳总结，可以得出以下投资划分的原则。（1）共性划分原则：a遵照自然界面优先、服务功能优先的原则，确定划分界面。b对于不能划分的共用工程，经过各家协商，遵照公平、合理的原则，可根据面积所占比例进行划分。（2）对于确实无法分割的车站，考虑建设时序的关系，在先期实施的车站里对后续线路的车站进行代建，共线部分投资放入先期线路车站的同步实施工程。（3）设备系统投资界面划分，参照第一二条。（4）控制中心投资划分原则：分控制中心建设资金共享线路均摊和不均摊两种情况。均摊的情况：优点：降低先期建设项目资金压力。缺点：纳入同期实施部分的控制中心投资在初设批复时，一定要得到批复，否则综合控制中心的建设资金难以到位，容易埋下隐患。不均摊的情况：优点：资金容易到位，不存在后期扯皮推诿的情况。缺点：增加先期建设项目投入资金压力。需要发改委、先期建设项目公司确认同意。结合项目建设资金压力情况综合考虑适宜的控制中心费用分摊原则。
结语
地下铁道工程篇10
关键词：地铁；施工安全管理；防护措施
1前言
就目前来看，我国多个城市轨道交通建设处于一个快速发展阶段，北京、广州、武汉、上海等城市中，地铁线路已经正式开始投入运营的状态，一些城市的地铁线路还处于建设阶段，还有一些城市在申请地铁工程项目的建设权。地铁项目的建设，是一项复杂、系统的工程，为了确保地铁工程项目的安全性，避免地铁某一环节故障而引发安全事故，地铁施工安全管理与防护措施就显得尤为的重要，也是我国地铁部门在建设过程中必须高度重视的环节，这对于地铁工程项目建设的平稳、安全发展，有着非常重要的意义。
2地铁施工中存在的安全隐患
2.1地质与水文的影响
地铁工程项目的建设，主要是通过对地下土壤的挖掘，在地下打通多条隧道，然后设置相应的配套设施设备。在地铁工程项目的施工过程中，会受到地质与水文等方面的影响，在地铁施工中可能出现漏水、坍塌、涌水、冒顶等一系列事故。地铁施工，都要经过城市中繁华的主干道，建筑物的数量庞大，道路两旁均设置了相关的地下管道与线路，例如：排水管道、通讯电缆、煤气管道、天然气管道等，这些地下管道与线路分布的位置交错复杂，而且不同地方的具体情况也不相同。地铁施工中，容易引起排水管道破裂，导致城市排水系统无法正常运行；煤气管道破裂，导致爆炸、火灾事故；通讯电缆损坏，导致城市通讯中断、触电事故等。
2.2施工方式不合理
地铁工程项目在建设过程中，一般都会采用盾构、明挖以及一些辅助施工方法对基坑、隧道进行挖掘，错误的挖掘方式会引起地层表面的不均匀、地层土壤下沉或者突起，主要的原因就是因为地层岩石体中含有的原始应力发生了变化，一些比较松软的土质遭到破坏之后发生变形，引起地铁工程项目建设周边的一些下水管道损坏，建筑物地基受到破坏，建筑物甚至出现倾斜、倒塌的现象。
2.3地铁施工安全管理与防护措施不合理
地铁工程项目在建设过程中，施工安全管理与防护措施的不合理，会严重的影响地铁工程项目的施工安全与施工进度。例如：地铁工程项目在建设时，对于需要被拆迁建筑周围的实际情况勘察不到位，随意的切断建筑物周围的外接管线，对于管线的位置没有进行科学的测定；没有对管线施工周围的一些沟槽的安全以及建筑物进行切实的保护；对于燃气管线的切割不合理；施工现场没有对运输车辆进行一个合理的管理，没有设置临时的标线、指示灯以及交通标志等；施工区域的划分不规范，没有相关的防护栅栏；没有对施工现场的进出人员进行严格的把控，一些非地铁施工人员随意的进入施工现场；地铁施工人员没有穿戴规定中的工作服、安全帽；施工人员将一些易燃易爆物品带入施工现场；地铁施工设备的噪音过大，影响施工人员之间的交流与沟通，还会影响施工人员的心理情绪；地铁施工人员长期处于地下工作，没有有效的改善工作环境；地铁施工机械设备没有得到有效的维护与更新，损坏时影响施工进度，甚至威胁到地铁施工人员的生命财产安全；施工人员的施工操作不规范，安全意识薄弱等。
3地铁施工安全管理与防护措施
3.1了解地铁施工沿线的实际情况
地铁工程项目在建设过程中，地铁部门应当及时、有效的对沿线施工所涉及的一些因素进行了解，例如：地下管线、土质特点、水文等一系列因素的实际情况；根据地铁工程周边事物的实际情况，制定出相应的设计方案、施工策略，切实的保证每一个施工环节都能够符合规定中的标准，并且还要将地铁工程项目中的各个部门集合在一起，集合地铁施工沿线情况，针对性的商讨出施工总体方案。
3.2制定合理的安全生产责任制与安全生产管理制度
地铁部门中的高层领导者，应当重视安全生产责任制的制定，在合理的安全生产责任制制定完成之后，还要有效的将其在地铁施工过程中执行，让地铁工程项目中每一个工作人员都了解安全生产责任制的意义。安全生产责任制的制定，能够明确地铁各个部门中工作人员所需要履行的安全职责，有效的提高地铁工作人员的安全意识。还要制定出安全生产管理制度，让不同部门的工作人员履行各自的工作职责，增加地铁工作人员的交流与沟通。
3.3制定出紧急施工应急预案
地铁工程项目的建设，有其自身的特殊性，地铁工程施工现场存在复杂性、隐蔽性，土质这一环节中存在太多的不确定因素。地铁工程项目建设的过程中，会出现一些难以预料的施工事故，例如：土层松动、塌陷等；针对这一实际情况，地铁部门应当制定出科学合理的紧急施工应急预案，来应对地铁施工中可能随时会发生的安全事故；紧急施工应急预案的制定，能够有效的解决地铁施工中出现的一些紧急情况，防止事态的扩展与蔓延，将事故造成的损失降低到最小值。地铁部门还应当组建相应的抢险团队，定期的对抢险队员进行培训与演练，这在很大程度上能够更好的解决事故。
3.4严格管理地铁施工原材料，创造良好的施工环境
地铁施工部门，应当重视对地铁施工原材料的管理，尤其是一些易燃易爆性质的原材料；安排相应的地铁工作人员对原材料进行看管，合理的对原材料进行堆放，看管人员还要认真仔细的核查原材料是否达到国家规定中的质量标准，对不同类型的原材料进行分类放置。地铁施工环境的好与坏，直接影响着地铁施工的效率、质量、安全，地铁部门应当完善施工现场的设备设施，例如：施工隧道里的通风、排水以及照明；降低施工机械所造成的振动、噪音、废气等，保障地铁施工人员在施工过程中的安全。
3.5加强地铁施工人员的安全意识与综合素质
地铁施工人员，作为地铁工程项目建设中的主体，直接影响地铁工程项目施工的质量与进度。地铁部门应当加强对施工人员安全意识的教育，使施工人员了解自身工作职责，熟悉施工操作流程，增加施工人员的责任意识。施工人员综合素质的提升，能够有效的保障地铁工程项目建设的顺利开展。
3.6加强地铁施工中的监管
地铁部门，要加强对地铁施工各个环节的监管，及时的发现并解决存在的问题。地铁工作人员要在施工沿线建立相应的监测点，尤其是周边的建筑物，实时观察它们的沉降与位移情况，当建筑物的沉降与位移状况超过标准值的时候，要及时的采取加固措施。例如：在建筑物基土采取跟踪注浆，前提是要确定好对称点。
4结语
地铁，是我国城市交通发展的一个重要事项，它的出现在很大程度上缓解了城市交通压力。地铁建设部门，应当充分的认识到施工安全管理与防护措施在地铁工程建设中的重要性；地铁工程项目施工过程中合理的安全管理与防护措施，能够保障地铁施工人员的安全，促进地铁工程建设的发展，对于我国地铁事业的发展有着十分重要的意义。
参考文献：
[1]杨远程.地铁施工安全事故分析与评价方法研究[J].华中科技大学学报，2010（15）.