市政地铁工程技术及质量控制探析
姚敦坤
中国水利水电第八工程局
摘要:随着社会经济的迅猛发展,科技不断革新,人们的生活品质得以持续提升。因此,如何更加高效地筹划和实施每一次出行,已逐渐成为广泛关注的议题。在当前环保和经济形势下,关注低成本、节能减排以及提高效率成为出行时需重视的关键因素,地铁作为当代主要交通方式,能够满足广大民众的出行需求。然而,随着地铁的广泛应用,相关建设项目的技术把控和质量控制尤为重要。本文将深入分析市政地铁工程技术及质量控制措施。
关键词:市政地铁;工程技术;质量控制
引言:
在现代都市交通体系中,地铁发挥着举足轻重的作用,地铁建设不仅显著提升城市交通流量,而且有助于缓解日趋严重的城市交通压力。随着人们生活品质的不断提升及城市化进程的加速,地铁建设越发重要。对于我国而言,构建地铁系统无疑是提升公众生活品质、实现交通便捷的关键举措。地铁建设投资巨大、耗人力颇多且需时日较长,但其回报相对较低,通常由政府主导推进。确保现代地铁建设的高效性与质量,已变得至关重要。
一、地铁车站的基本结构
在一个完善的地铁网格中,根据应用需求、配套设施及布局的差异,地铁主要由五个部分构成:车站、运营管理中心、车厢、停靠点(停车场)以及主变压器室和连接点。根据与地面的相对位置,车站可分为地下车站、地面车站和高架车站。在讨论地铁站的建设时,必须综合考虑城市整体结构、规划的道路状况等多种因素。从地铁站本质角度看,其内部设计融合了众多专业元素,而外观设计则可能受周边环境如道路、建筑等因素影响。因此,地铁站的建设方式独具特色。
地铁站的主要构造包括站台、进出口及走廊、空气流动区和地表休息区,均为火车在轨道上的停靠点,旨在方便乘客换乘、等待、更换列车以及上下车。
二、地铁站施工技术及质量控制
(一)明挖施工技术
此类建设方式流程简便,投入资金相对较少,能有效保障地铁站建设质量。然而,实施该建筑方法需对建筑地面的地下环境进行高效探测,只有在确认地下环境状况后,才能够启动施工,尤其在地下水资源丰富的地区,若直接开采,可能导致地下水涌出,不仅影响施工进度,还可能引发安全事故。因此,若挖掘深度较大或地质环境无法满足施工技术要求,应提前对施工区域进行支架保护,如采用地下连续墙的钢筋混凝土支撑方式、钻孔灌注桩和三轴搅拌桩止水帷幕等;若施工地段地质条件优良或范围广阔,可直接采用分层挖掘法。具体施工要求应在深入思考地质状况基础上进行。
(二)盖挖法施工技术
采用盖挖顺作法的主要方式,即通过运用诸如钢架等常见结构,以确保交通的稳定性和安全性。此类工法主要在夜间进行,即在道路完全封锁的地方,打开盖子,在预定位置进行挖掘或建设。盖挖顺作法与明挖顺作法在施工流程和技术挑战方面并无显著差异。唯一区别在于,由于竖井顶部盖板的限制,盖挖顺作工法无法使用大型挖掘设备,而需依赖现代小型挖掘设备来完成任务。
盖挖逆作法的操作步骤为先将施工区域与周围环境隔离,将施工区域与行驶路线分隔,随后在目标区域内进行自上而下的挖掘作业。逆作法的优点在于施工过程中无需安装临时支撑,但需利用顶板或中板结构来隔离周围环境,并确保隔板作用下周围挖掘区域不会发生塌陷。
(三)暗挖法施工技术
在交通流量密集区域或周边建筑设施极度拥挤的情况下,若采取大规模移动或拆除不符合实际需求,暗挖施工方法便成为首选。当前,暗挖法可根据施工方式分为矿山法和盾构法等。然而,盾构法应用范围相对有限,主要因其高昂的成本和对技术的高要求,它是一种高度综合的建设手段,大部分工程均在盾构保护下进行,相较之下矿山法应用更为普及。首先,工作人员需在地面挖掘一个垂直深井,随后从深井出发,逐步挖掘,将地下空间呈现出来;在挖掘区域地下水资源丰富时,必须采取措施防止坍塌事故,冷冻法便是常见手段;通过人工制冷技术将地下水冷冻,增强其强度和稳定性,为施工创造必要条件。
矿山法仅在地面设置竖井,因此对地面交通、建筑物等影响较小,同时其位于地下,对气候影响也相对较低。当地下深度较大,或拆迁转移过程困难时,明挖法和盖挖法施工不具备经济效益,可考虑采用矿山法。然而,矿山法施工难度大,安全性较低,成本高昂,工期较长且从使用功能和运营质量角度看,其施工技术远不如明挖法和盖挖法。
(四)防水施工技术
地铁站建筑项目所需巨额投入、长期使用、高频次使用,受到广泛的公众关注,无论其防水处理或防水方案执行情况如何,都可能对运营产生负面影响,甚至对整个地铁系统的稳定性产生不利影响。因此,确保施工质量并完善防水方案,已变得至关重要,对防水方案进行严格审核和管理,以防在使用过程中出现渗漏情况。
地铁站作为人员密集的特殊区域,电力设备相对集中,为确保电力使用安全,必须采取有效防潮措施,避免触电事故发生,影响正常运营。同时,地下水中的腐蚀性物质与钢筋混凝土接触,可能导致腐蚀反应,削弱承重能力,甚至引发坍塌事故。地下水侵入还可能对其他地铁运营系统的设备和设施产生腐蚀,如铁路侵蚀、生锈,缩短使用期限等。因此,地铁站防水建设必须严谨执行,既关乎建设过程品质,也关乎未来使用潜在风险。
采用紧凑材质增强整体防水效果,即结构自防水,在地铁站应用最为普遍。施工质量方面,必须严格控制混凝土裂缝,若混凝土出现裂缝,将影响周边性能,降低强度。因此,选择合适混凝土至关重要,提高硬度和抗拉力可增强防水能力。地铁表面主要采取结构外防水措施,如多样化密封和防水材料,以增强防水能力,避免锈蚀产生;重点关注细节结构防水,如变形缝和有道缝防水,在变形缝中安装止水带,墙壁内部设置止水槽,可有效阻止水渗透;防水过程中,可选外部黏合式或中间埋入式止水带,均具有显著防水性能。
(五)抗浮施工技术
地铁站项目规模庞大,若底部存在大量地下水,其水位波动可能对顶部建筑产生影响吗,若浮力超出正常范围,可能导致严重后果。当前地下建筑工程中,常见的防浮技术包括降水防浮、锚固防浮及超重混凝土配重防浮等。
降水防浮主要通过在建筑物地面下方设置反滤层,并建立降水井来实现;降水井与反滤层可通过盲沟连接,抽取水分降低地面水位,但随着抽取水量增加,水位持续下降,后期降雨防止漂浮的保养成本较高,尤其对于使用寿命较长的地铁站。此外,施工技术不稳定可能导致土壤微粒侵入过滤层,阻塞过滤层,影响水位降低,对附近建筑结构造成威胁。
锚固防浮是通过在地面与底部土壤中使用拉杆增强粘附性,实现浮动物防护;在底部存在坚实土壤和较低地下水位时,安装锚杆经济实惠,但需注意锚杆与土壤间的黏附力,适用于较小发力结构。长锚杆建设需管理复杂技术,如钢筋偏移控制和灌浆饱满度控制等;施工前需深入了解土壤水分含量,以防钢筋腐蚀,导致锚杆易受破坏。超重混凝土配重防浮选用钢渣混凝土,增加自身重量,有效抵抗浮力,但地铁内部杂质电流可能腐蚀混凝土,缩短使用年限,此类混凝土价格较高,围墙建设成本增加,需重点关注。
结论:城市轨道交通系统在提升我国公众生活品质及推动经济社会进步方面具有举足轻重的作用,因此对其进行严格的质量管控至关重要。探索新型建筑技术,严密监督城市地铁建设品质尤为重要。值得注意的是,城市轨道交通建设技艺并非一成不变,而是在不断优化提升。因此,建设者需善用最新科技与知识,以提高在城市轨道交通建设中的实际操作能力。
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