重庆轨道交通六号线TBM施工方法环境友好性

重庆轨道交通六号线TBM施工方法环境友好性研究

内容摘要：

城市轨道交通施工方法主要有明挖法、矿山法、盾构法、tbm施工等几种方法，相比较而言，tbm法是一种安全、环保、高效的地铁隧道的施工技术，可减少施工土方量，降低对附近居民的噪声和振动影响，有效保护地下水资源，具有较高的技术经济优越性和环境友好性。

关键词轨道交通施工方法环境友好

随着城市化和机动化进程的不断加快,交通拥挤正迅速成为制约我国城市发展的重要问题之一。近年来，全国各大城市的城市轨道交通取得了较快的发展[1]，城市轨道交通提供了资源集约利用、环保舒适、安全快捷的大容量运输服务方式,它与城市其他交通工具互不干扰,具有强大的运输能力、较高的服务水平、显著的资源环境效益,是解决特大型城市交通问题和可持续发展的根本出路。城市轨道交通系统在环保、快捷、安全等方面有着巨大优势，但在施工和运营中也会产生环境影响及卫生安全问题。 1城市轨道交通工程施工期的环境影响及卫生安全问题 城市轨道交通工程一般都为线网工程，项目建设周期长，施工期尤其是穿越主城区段施工时，对项目区的建筑、地质、城市生态系统等都会产生不同程度的影响［2］。 1.1城市轨道交通工程的环境影响

城市轨道交通工程在施工作业过程中一般会产生以下几个方面

的环境影响。

（1）对生态环境的影响

施工作业将干扰居民生活，破坏城市绿化，阻塞城市交通等；地下轨道交通施工将产生大量弃土弃碴，如处置不当，将影响堆置地周围环境；高架轨道交通施工将影响城市景观。 （2）对声环境的影响

施工噪声主要来自施工机械噪声及运输车辆交通噪声。施工场地挖掘、装载、运输等机械设备同时作业时，施工场地边界处（距最近的施工机械——挖掘机10m)昼间噪声等效声级为69～73db。施工作业中一般施工机械产生的振动在70～85db之间。 （3）对水环境的影响

隧道涌水、开挖和钻孔产生的泥浆水、车辆设备冲洗水等施工期产生的生产废水和施工营地、施工场地施工人员的生活污水对地表水环境会产生一定的影响。 （4）对大气环境的影响

土石方施工现场，二次扬尘是污染大气的主要因素；机械化施工场点，燃油施工机械排放的尾气，含有co、nox、so2等污染物，会增加当地的大气污染负荷。 （5）社会影响

由于城市轨道交通工程一般都为线网工程，项目建设周期长，施工期尤其是穿越主城区段施工时，线路主要沿城区的主要交通干道布设，施工期的施工场地占地、地面拆迁和运输等施工活动将影

响区域的道路交通，造成交通不便交通和堵塞。 1.2城市轨道交通工程的卫生安全问题

（1）隧道施工过程中水文地质条件较差时，存在可能的坍塌、地表沉降、漏水的风险，对施工人员和地表建筑和人群构成危害［3］；隧道超挖、支护不及时，可能引起临近地下管线的爆裂与地面建筑的倾斜于开裂，造成一定的危害。

（2）隧道施工过程中产生的噪声、振动、有害气体、粉尘威胁到施工人员的人身健康。

施工引发的安全、交通堵塞、噪声、振动干扰等问题是的城市轨道交通工程施工期主要环境影响问题。 2tbm施工技术的特点

tbm（隧道掘进机）技术施工除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民的噪声和振动影响；tbm推进、出土、拼装衬砌等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也比较少；土方量少；穿越河道时不影响航运；施工不受风雨等气候条件的影响［4］；在地质条件差、地下水位高的地方建设埋深较大的隧道，tbm法有较高的技术经济优越性。 3重庆轨道交通六号线tbm技术优越性

重庆地铁工程中采用了tbm法施工，在保护环境和保障施工安全方面体现了tbm施工方法优越性：

（1）施工安全。在tbm设备的掩护下，在不稳定土层中，可安全进行土层开挖或支护工作；另外tbm施工方法隧道掘进过程中tbm

设备代替了大量的施工人员，大大减少了隧道内有害气体、粉尘对施工人员健康安全的危害。

（2）对地面交通和建筑物影响小。施工时与地面工程及交通互不影响，尤其是城区建筑物密集和交通繁忙地段，该法具有很大优越性，避免了因工程建设对地面交通道路的干扰，影响附近居民的正常生活秩序。

（3）振动和噪声影响小。tbm法施工除竖井施工外，施工作业均在地下进行，既不影响地面交通，又可减少对附近居民产生噪声和振动影响。

（4）当隧道穿过河底或其它建筑物时，因工程特殊的施工工艺，避免了因爆破施工产生塌方等不安全隐患，实现了安全、环保的施工方法。

（5）相对于钻爆法，tbm法不用炸药爆破，施工现场环境不被污染，有利于环境保护；相对于明挖法，tbm法不会对地表进行大范围开挖作业，避免大面积破坏地表植被和地形地貌，更有利于保护环境。

（6）有利于保护地下水资源。tbm法是同时有序进行掘进、出碴、拼装预制混凝土衬砌块的施工方法，隧道掘进的同时进行洞体支护和加固，能及时和有效的防止地下水渗漏流失，最大程度上有效地保护了地下水资源，对于防止地表植被因地下水缺失枯竭、保护采用地下取水的居民的用水有着重要的作用。

（7）出碴量小。tbm法施工断面较小，施工过程中隧道掘进、

出碴和衬砌防护同时进行，可最大程度减少隧道的出碴量，减少因弃碴占地、破坏地表植被、改变地形地貌的不利影响［5］。弃碴堆砌会形成高陡边坡，引发水土流失，因此，弃碴量减少有利于减少因弃碴产生坍塌、滑坡、泥石流等水土流失隐患。

（8）施工期间废水影响小。设计中根据重庆特有的地质情况，在排水不会对地面建筑、交通、水利设施、居民生活等造成影响的前提下，采取“防排结合”的措施。沿线铜锣山及中梁山隧道埋深很大，出于保护地下水环境等因素考虑，为避免富水段衬砌承受过大的水压力，设计中采取“以堵为主、限量排放”的原则。区间排水采用整体道床两侧设排水沟，在线路最低点处设置废水泵房。隧道采用tbm法施工，相对于爆破法施工产生的废水缺少了氨、氮等污染物，且其他污染物含量相对较低，对地表水质的影响相对较小，另外在隧道洞口设置隔油池、沉砂池等处理设置对隧道排出的废水进行处理。

（9）施工期工期短、水土流失影响小。施工期间施工营地、场地等临时用地会占用地表面积，破坏植被，扰动地表土壤稳定结构，促使因工程施工加剧水土流失的发生。且施工过程中的人为活动会间接扰动地表，破坏地表稳定结构，产生水土流失，因此，tbm法施工工期相对较短，施工期间因工程建设暂时性地扰动地表所产生的水土流失影响相对较小。

4tbm法施工中可能引发的环境问题及对策

tbm施工不可避免地会对周围环境造成不同程度的影响，施工过

程中引起的地表沉降与变形、地下管线变化及对地面建筑物的影响是tbm施工环境安全的主要问题。为保证tbm施工时地面变形达到最小、地面建筑物不遭到破坏．设计过程中系统地分析了tbm施工中导致地面变形的因素，认为导致地面变形的主要因素有开挖面土体的移动、地下水位的变化、盾尾空隙充填压浆不足、tbm推进引起的地层损失、衬砌变形等。为了控制地面沉降，减小tbm施工过程中对地面建筑物的影响，采取了以下措施来减缓影响： （1）保持复合式tbm开挖面的稳定。

（2）及时进行同步注浆与二次注浆，并注意注浆压力的控制。 （3）注意复合式tbm在曲线上推进及复合式tbm纠偏。 （4）对建筑物基础进行跟踪注浆加固。

（5）必要时对局部浅埋地段可进行地表预注浆加固处理。 此外本工程为确保地铁近距离穿越运营地铁隧道及居民建筑等建筑设施，施工期间对引起的地层损失的各种施工因素进行全方位、全过程监测，从而不断调整优化施工参数。重庆地铁工程施工过程进行穿越运营地铁隧道的监测和穿越居民建筑的监测： （1）穿越运营地铁隧道的监测：为确保地铁运行的绝对安全，重庆地铁工程对tbm法近距离穿越既有运营隧道采用自动监测手段：在紧贴运营隧道的道床中间，安装可靠稳固的高精度(0．1mm)可遥控测读且能持续监测的电子水平尺，可使现场监控根据电子计算机每5min一报的连续监测数据，适时准确地调整正面压力以及注浆流量和压力等对运营隧道隆沉非常敏感的施工参数［6］，确保

运营地铁隧道的变形量控制在±3mm(相对允许变形值的2/3)警戒值的限度内。

（2）穿越居民建筑的监测：穿越居民建筑监控中往往要同时对房屋及其周围上水、煤气、管线进行沉降及不均匀沉降监测。 5结论

综上所述，tbm施工方法是一种安全、环保、优质、快速、高效地铁隧道的施工技术，相对于矿山法和钻爆法等其它城市轨道交通工程施工工法，该法对环境的影响最小，是一种环境友好型施工方法。