城市轨道交通工程土建施工技术

文／赵兴旺 中铁十七局集团第六工程有限公司 福建福州 350000

引言：

城市轨道交通作为城市交通的骨干，其建设规模庞大、技术要求高、施工环境复杂，给质量控制带来巨大挑战。尽管我国城市轨道交通发展迅猛，但由于历史积淀相对较短，在建设经验方面还存在一定不足。为保证工程质量，必须专注于城市轨道交通施工技术的研究与应用，并严格执行管理工作措施。只有这样，才能推动城市轨道交通建设迈向更高水平，满足人民群众对便捷、高效、安全出行的需求。

1.城市轨道交通工程施工概述

1.1 轨道交通结构型式与构造

城市轨道交通线路是城市交通的重要组成部分，包括车站、区间和停车场等关键部分[1]。车站不仅是列车停靠的场所，更是乘客集散、候车、换乘的重要枢纽。区间则扮演着连接车站与车站、车站与停车场间的桥梁角色，为列车顺畅运行创造良好的条件。停车场作为车辆停放和列检的场地，同时还承载着运营控制办公的重要功能。

在列车轨道结构方面，城市轨道交通与普通铁道有着相似之处，其主要包括钢轮钢轨式、橡胶轮胎式和磁悬浮非接触式三种类型。目前，钢轮钢轨式轨道结构凭借其稳定性和可靠性，在城市轨道交通中得到了广泛应用。列车轨道结构由钢轨、轨枕、道床、连接部分（扣件）、道岔等关键部件组成，共同支撑着列车的平稳运行。在建设过程中，轨枕的选择尤为重要，当前常用的轨枕材料包括木材、钢材和混凝土等，这些材料在承载能力和使用寿命方面各有优势。而轨道的道床则分为有碴和无碴两种型式，其中无碴道床以其整洁、平稳的特点在城市轨道交通中得到了广泛应用，而长轨枕式整体道床、短轨枕式整体道床和现浇承轨台式整体道床等型式各具特色，满足不同线路和运营需求。

1.2 轨道交通施工的特点

轨道交通建设作为城市基础设施的重要组成部分，其规模之大、涉及之广使得施工计划、组织、控制和管理等各项工作都面临不小的挑战。为了顺利完成这样的巨大工程，政府、施工单位、设计单位、监理单位和运营单位之间的紧密合作显得尤为重要[2]。

在施工过程中，对每一个施工环节都需要采取细致入微的措施，特别是针对关键性的施工项目和技术要点，更需加强管理，不容有失。轨道交通的特殊性要求其地基建设必须深入地下，这就使挖掘过程中遇到各种复杂的地质情况，如坚硬的岩石层等。为了应对这些不确定性因素，施工前必须精心设计多种施工技术的备选方案，以保证在遇到问题时能够迅速调整策略，从而最大限度地减少其对建筑费用和工期的影响。

此外，轨道交通建设的质量和安全也是重中之重，各单位应严格按照相关标准和规范进行施工，要求每一个环节都符合设计标准，杜绝任何质量问题和安全隐患。注重加强施工现场的安全管理，保障施工人员的生命安全，也是不容忽视的重要任务。

2.土建施工技术要点

2.1 车站施工技术

车站作为城市轨道交通的核心枢纽，承载着乘客的集散与换乘功能，更是城市形象与交通效率的体现[3]。因此，其建设过程尤为重要，涉及深基坑开挖、支护结构施工、主体结构施工等多个复杂环节。在施工过程中，必须充分考虑地质条件、周边环境等多重因素，实现施工安全与高效的管理目标。

由于车站通常位于城市中心区域，地下管线复杂，开挖深度大，因此开挖过程中需要特别小心。施工前，必须对地质条件进行详细勘探，了解地下土层分布、岩石性质、水位情况等，为开挖提供准确的数据支持。同时，根据周边环境，如周边建筑物、道路、管线等，制定合理的开挖方案，避免对周边环境造成不良影响。

在开挖过程中，支护结构的主要作用是保证开挖面的稳定，防止土方坍塌和地下水涌入。支护结构的选择应根据地质条件和开挖深度确定，常见的支护结构包括钢板桩、地下连续墙、土钉墙等。在选择支护结构时，需综合考虑其承载能力、施工便捷性、经济性等因素，确保支护结构能够有效地保障施工安全[4]。

车站主体结构包括站厅、站台、设备用房等部分，其施工质量直接关系到车站的运营安全与使用寿命。在主体结构施工过程中，应严格按照设计图纸和规范要求进行施工，保障各部位尺寸精确、混凝土浇筑密实、钢筋连接牢固。同时，加强施工现场的质量监控和安全管理，及时发现并处理潜在的质量问题和安全隐患。

除了上述施工环节外，车站建设还需考虑防水、排水、通风、照明等附属设施的施工。这些设施虽然看似细微，但却对车站的运营环境和乘客体验产生重要影响。因此，在施工过程中，应注重细节处理，控制每一项设施都能满足设计要求和运营需要。

2.2 区间隧道施工技术

区间隧道作为城市轨道交通的动脉与骨架，承载着列车安全、高效运行的重任。其施工方法的选择直接关系到隧道的建设周期、成本以及最终的使用效果。目前，盾构法、矿山法、明挖法等是区间隧道施工的常用方法，每种方法都有其独特的适用场景和优势。

盾构法以其高度的自动化和减少对地面干扰的特点，在软土、砂层等地质条件下表现出色[5]。它能够在保持地层稳定的同时，精确控制隧道的走向和尺寸，稳定隧道施工质量。然而，盾构法的设备投入大，对操作人员的技能要求高，在选择时需充分考虑这些因素。

矿山法是一种适用于硬岩地质条件的施工方法，通过爆破或机械开挖的方式形成隧道断面，再利用支护结构保证隧道稳定。矿山法具有施工速度快、成本相对较低的优点，但在施工过程中需特别注意对周边环境的保护，避免引起不必要的扰动和破坏。

明挖法是一种较为传统的隧道施工方法，适用于埋深较浅、地质条件较好的情况。明挖法通过直接开挖地面形成隧道结构，再进行支护和防水处理，其具有施工简单、便于监控的优点，但在城市中心区域施工时需考虑交通疏解和对周边环境的影响。

在选择区间隧道的施工方法时，应充分考虑地质条件、隧道长度、埋深等因素。地质条件是决定施工方法的首要因素，不同的地质条件对应着不同的施工难度和风险，而隧道长度和埋深则直接影响着施工周期和成本投入。在选择施工方法时需进行综合评估，保证所选方法既能满足施工效率的要求，又能保证隧道的质量和安全[6]。同时，施工过程中还需加强监控和检测工作，及时发现并处理潜在的问题和隐患。基于科学的施工管理和技术创新，能够进一步提高区间隧道的施工效率和质量水平，为城市轨道交通的建设和发展贡献力量。

2.3 高架桥施工技术

高架桥作为城市轨道交通的显著标志与关键构成，承载着列车安全通行与城市空间拓展的双重使命，其建设过程技术复杂，更关乎公共安全与城市形象。在高架桥施工中，从基础施工到桥墩、梁体的每一个环节都不容有失，必须保持绝对的稳定性和安全性。

高架桥的基础施工是整个工程的基石，基础承载着桥墩及上部结构的全部重量，同时还要承受列车运行时产生的动荷载。由此可见，基础施工的首要任务就是强化地基的稳固性。施工前，必须详尽的勘探地质条件，了解土层的分布、承载力及地下水位等情况。根据勘探结果，设计合理的基础形式和施工方案。在基础施工过程中，应严格控制基坑开挖的尺寸和深度，保持基础底部置于坚实的地层上。同时，基础的混凝土浇筑也是关键步骤，必须维系混凝土的质量和浇筑的密实性，防止基础出现裂缝或沉降。

桥墩是高架桥的支撑点，其承载能力直接关系到高架桥的安全性和稳定性。在桥墩施工中，应注重墩身的垂直度和截面尺寸的控制。垂直度偏差过大会导致桥墩受力不均，影响整体稳定性，而截面尺寸不足则会削弱桥墩的承载能力。在桥墩施工过程中，应采用精确的测量技术和严格的施工工艺，使每个桥墩的位置和尺寸都符合设计要求。此外，桥墩与基础的连接方式也至关重要，常采用钢筋连接或锚固等方式，牢固地连接桥墩与基础，形成一个整体受力体系。

梁体作为高架桥的上部结构，直接承受着列车的荷载和风、雨、雪等自然力的作用。在梁体施工中，应注重梁体的强度和刚度。梁体的强度取决于混凝土的抗压强度和钢筋的抗拉强度，而刚度则与梁体的截面形状和尺寸有关。在施工过程中，应严格控制混凝土的配合比和浇筑质量，保证梁体的密实性和强度。同时，梁体的预应力张拉也是关键步骤，综合张拉预应力钢筋，使梁体产生预压应力，从而提高其抗裂性和承载能力。

2.4 车辆段施工技术

车辆段，作为城市轨道交通的“后方大本营”，承载着列车检修、维护、调度以及人员培训等一系列重要功能，是城市轨道交通系统高效、安全、持续运行的关键所在。车辆段的建设不容小觑，其涉及的场地平整、道路施工、建筑施工等每一个环节都至关重要。

场地平整是车辆段建设的先决条件，考虑到车辆段内需要容纳众多列车和大型设备，场地的平整度和承载能力必须达到相应标准。这不仅需要详细的测绘和分析原地形，还需要采取合适的土方开挖、回填、压实等工艺，注重场地坚实、平整调整[7]。

车辆段内的道路要满足日常人员和车辆的通行需求，还要能够承受大型设备和列车的频繁碾压。在道路施工过程中，特别关注路基的处理、路面的铺设以及排水系统的设计。路基必须稳固，路面要平整且耐磨，排水系统则要及时排走雨水，避免积水影响道路通行。

建筑施工则是车辆段建设的核心部分，涵盖了检修车间、仓库、办公楼、宿舍等各类建筑的建设。在施工过程中，要注重建筑本身的质量和安全性，还要考虑其与周边环境的协调性。由于车辆段内各专业众多，建筑施工过程中各专业的协调配合也至关重要，比如电气专业需要预留足够的电缆沟和管线空间，给排水专业则合理布置水管和排水设施。

为了充分发挥车辆段的各项功能，各专业之间的沟通与协作显得尤为重要。施工单位在施工期间必须建立一套完善的项目管理体系，明确各专业的工作界面和职责划分，通过定期的协调会议、信息共享平台等方式，加强各专业之间的信息交流和协作，顺利推进车辆段建设过程中的每一个环节，最终形成一个功能完善、运行高效的城市轨道交通运营保障基地。

3.城市轨道交通工程相关管理措施

3.1 制定科学的工程质量管理体制

在城市轨道交通的建设过程中，工程质量管理体制的科学性直接关系到项目的成败。这是因为城市轨道交通不仅仅是城市的“血脉”，更是城市居民日常出行的重要保障。由于其施工技术复杂、涉及面广，因此，建立一套行之有效的工程质量管理体制显得尤为重要。

城市轨道交通建设涉及多个专业领域，如土木工程、电气工程、机械工程等，每个专业领域都有其独特的技术要求和施工规范。因此，在施工过程中，需建立设计部门、施工部门、监理部门等各种任务的部门，部门之间必须保持紧密的合作，保持信息畅通，从而避免施工中出现的技术难题和质量问题。

为了保证各个部门之间的有效合作，必须建立一套完善的沟通机制，包括定期的会议制度、信息共享平台以及紧急情况下的应急联络渠道。组织定期会议，各部门及时了解项目的进展情况，共同讨论解决施工中遇到的问题。信息共享平台则确保各部门能够及时获取所需的技术资料和数据，提高工作效率。而紧急联络渠道则是在遇到突发事件时，能够迅速召集相关部门进行应急处置。

城市轨道交通作为社会公共工程，其建设资金主要来源于政府投入。因此，政府在城市轨道交通建设中扮演着重要的角色。政府提供足够的资金支持，还需制定相关的政策和策略，以推动项目的顺利进行。

在资金投入方面，政府必须根据项目的实际情况和进度，合理安排资金的使用。同时，还要加强对资金使用情况的监管，让资金能够真正用于项目的建设上，避免出现挪用和浪费的情况。

在政策和策略制定方面，政府充分考虑城市轨道交通的特点和需求。例如，制定一系列的优惠政策，鼓励更多的企业和社会资本参与到城市轨道交通的建设中来。同时，还加强与国内外先进城市的交流与合作，引进先进的技术和管理经验，提高城市轨道交通的建设水平和管理水平。

3.2 运用先进的施工技术以及设备

在城市轨道交通工程施工中，先进的技术和设备无疑是提升施工质量和效率的关键因素[8]。城市轨道交通作为现代都市的重要基础设施，其建设标准和质量要求都极高，特别是在深度作业方面，对于机械设备的性能、精度以及稳定性都有着极为严格的要求。

在城市轨道交通施工中，经常需要进行地下挖掘、隧道掘进、地基处理等深度作业。这些作业技术难度大，而且环境复杂多变，选择适合的盾构机、挖掘机、打桩机等大型设备至关重要。，在选择的时候，要考虑其是否具备强大的挖掘和掘进能力，还要考虑是否拥有高精度的控制系统和稳定的运行性能。然而，先进的机械设备只是提升施工质量的一部分，更重要的是需要有专业素质强的工作人员来操作这些设备。因为无论设备多么先进，如果没有合格的操作人员，也难以发挥其应有的效能。所以在城市轨道交通施工中，选择和培养专业的操作人员显得尤为重要。

选择和培养专业的操作人员过程中，一方面利用严格的选拔机制，挑选出具备相关专业背景和工作经验的人员。另一方面对这些人员进行系统的培训和考核，确保他们能够熟练掌握设备的操作技能，并具备处理突发情况的能力。此外，企业还可以组织老带新、定期交流等方式，提升操作人员的技能水平和工作能力。专业的操作人员能够充分发挥设备的性能，促使施工精度和效率强化。同时还能够及时发现并处理施工中出现的问题，避免质量隐患的产生。而先进的机械设备则可以为操作人员提供更好的工作条件和环境，减轻他们的劳动强度，提升他们的工作效率。

4.土建施工技术发展趋势

随着科技的日新月异和城市轨道交通工程的蓬勃发展，土建施工技术正迎来前所未有的创新和变革。传统的施工方法已经难以满足当今社会对环保、节能、高效等方面的迫切需求，因此，土建施工技术的绿色化、智能化发展已成为大势所趋。

在未来，可以预见土建施工技术将更加注重环境保护。采用绿色建筑材料将成为施工的首选，这些材料拥有优异的性能，还能有效减少对环境的污染。此外，智能化施工设备也将广泛应用于土建施工现场，显著提高施工效率，降低人力成本，同时减少施工过程中的噪音、粉尘等污染。

BIM 技术在轨道交通工程中的广泛应用将为土建施工技术带来革命性的变化，实现工程信息的数字化管理，使得施工过程中的每一个环节都能够实现精细化控制。通过BIM技术，施工人员可以在施工前进行精确的模拟和预演，从而避免实际施工中可能出现的各种问题。另外，BIM 技术还能够实现工程信息的实时共享和协同工作，提高各参建单位之间的沟通效率，确保工程的顺利进行。

结语：

随着科技的进步和城市轨道交通的不断发展，土建施工技术也在不断创新和完善。未来，这一技术将更加注重环保、节能和高效，为城市轨道交通的建设提供更加可持续、安全的保障。同时，智能化和信息化将成为土建施工技术的新趋势，推动整个行业向着更加精细、高效的方向发展。在城市轨道交通工程土建施工技术的不断创新和进步下，城市轨道交通将会更加便捷、舒适、安全，为人们的出行带来更好的体验，也为城市的可持续发展注入新的活力。