中国建筑2013年技术交流会论文集
城市地铁绿色施工技术探讨
柴艳飞
中国建筑第六工程局有限公司，天津，300451
摘要： 本文以天津地铁 6 号线工程为例，从数值仿真技术提升地铁绿色施工管理水平，地铁盾构绿色施工
成套技术，地铁工程施工废弃物的新型利用技术三个方面对城市地铁绿色施工技术工程进行了论述。
关键词： 地铁绿色施工；数值仿真技术；废弃物再利用；天津地铁 6 号线
1 前言
大容量的城市轨道交通系统，是实现现代化城市必要的基础设施，是城市实现现代化的
标志。地铁的修建，不仅能完善城市基础设施，为乘客提供安全、快速、舒适的交通工具，
而且在促进城市合理布局、改善交通结构、保护生态环境、创造优良的投资环境、加速经济
发展，具有重要的经济和社会意义。 地铁施工一般都在人口密集的商业区、办公区及公共场所，在施工过程中会产生大量的
泥浆污染、水污染、粉尘污染、振动及噪音等环境问题，同时也会有大量的建筑垃圾产生，
如何处理进行地铁施工全过程的环境保护和废弃物资源再利用技术是当前迫切需要解决的
问题之一。同时，地铁盾构施工是一种涉及人、机和环境等复杂施工体系，存在着众多风险
因素如工程地质、水文地质、周边环境、盾构施工工艺、施工人员管理操作等，如何合理有
效的进行资源配置和预防、控制施工过程风险，是实现城市地铁地铁绿色施工技术的重要组
成部分。
2 数值仿真技术提升地铁绿色施工管理水平
当前数字建模技术、模拟控制技术在建设领域的研究与应用主要集中在 BIM 技术、4D
技术、虚拟施工技术等方面。这些技术在国外地铁工程项目中已得到较为广泛的应用，并取
得了较好的成效，但在我国相关研究与应用才刚刚起步，特别是在地铁工程建设中的应用研
究处于空白。 地铁施工施工难度大，尤其像在天津地下水丰富的软土地区施工，需要施工单位掌握各
种复杂施工技术， 运用数值仿真计算， 对地铁施工全过程的每一工况进行变形和内力的计算，
可以准确的预测地铁车站、区间及附属结构的变形和破坏规律，为地铁施工管理和风险控制
提供依据，同时可以实现地铁结构的优化，减少能耗，节约经济成本。 以天津地铁 6 号线金钟站为例，金钟站位于金钟河大街与群芳路交叉口。5 号线与 6 号
线、Z2 线“十”字换乘，5 号线布置在群芳路下，为地下三层岛式站，车站长 206.4m、宽
25.79m、标准段深 25.1m(端头井深为 26.9m） ，地连墙深 44-51m，采用盖挖逆筑法施工；6
号线、Z2 线沿金钟河大街平行布置，同台换乘，为地下二层 4 线双岛车站，车站长 254.4m、
宽 49.1m、标准段深 17.54 m(端头井深为 19.34m），地连墙深 30-33.5m，采用明挖顺筑法施
工，总建筑面积 58090m2。
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图2‐1 金钟站三维模型图 图2‐2 金钟站基坑三维变形计算结果
图2‐3 金钟站基坑地连墙三维内力计算结果 图2‐4 金钟站基坑腰梁三维内力计算结果
金钟站为地下三层换乘车站，车站形状不规则，采用盖挖和明挖两种施工技术，车站基
坑变形复杂，设计院提供的基坑二维平面计算过于简单，无法准确判断施工过程各工况基坑
实际内力和变形的规律和大小，基坑的安全稳定关系着整个车站的成败，为了更好的指导车
站施工，提前预测车站的变形和内力情况，对金钟站每一工况都进行了详细的变形和内力分
析计算。 通过对车站进行整体三维建模分析计算， 可以得出金钟站整个施工过程中每一个工况的
变形和内力大小，计算得出车站基坑最大变形量为 21.65mm，车站地连墙最大内力为
1673KN.m，最大腰梁弯矩为 1871KN.m，最容易发生破坏的地方出现在盾构井段中部三分之
一段和中间换乘段，这些重点部位在施工中要有针对性
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