地鐵工程是地下鋼筋混凝土工程。如果說(shuō)鋼鐵是地鐵工程“筋”的話(huà)，那么混凝土就是地鐵工程的“骨”。

地鐵屬地下交通工具，除線路路基之外，混凝土需要量最大的部分在于地鐵隧道、地鐵站上下通道及站臺(tái)和候車(chē)廳等地下附屬工程建設(shè)。據(jù)專(zhuān)業(yè)研究院估算，包括線路和地鐵站點(diǎn)，每建設(shè)1公里地鐵大約需要1萬(wàn)噸水泥制造的混凝土與水泥制品。到2022年我國(guó)地鐵總里程達(dá)到9500多公里，我國(guó)地鐵工程已消耗近一億噸水泥生產(chǎn)的混凝土與水泥制品。

地鐵隧道建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù)之一是“盾構(gòu)”技術(shù)。盾構(gòu)法具有自動(dòng)化施工技術(shù)先進(jìn)、對(duì)地面交通無(wú)影響、無(wú)氣候限制等優(yōu)點(diǎn)，已成為城市地鐵隧道和大直徑地下設(shè)施的主要施工方法。盾構(gòu)隧道是一項(xiàng)具有100年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期的重大工程，對(duì)地鐵支護(hù)結(jié)構(gòu)在安全性、適用性和耐久性方面也提出了較高的要求。鋼筋混凝土管片是地鐵盾構(gòu)隧道中的主要支護(hù)結(jié)構(gòu)，擔(dān)當(dāng)支護(hù)結(jié)構(gòu)的盾構(gòu)管片一般為高性能混凝土和高強(qiáng)混凝土，地鐵工程對(duì)混凝土的原材料如水泥、細(xì)骨料、粗骨料、摻合料（粉煤灰、礦渣粉 ）、外加劑、膨脹劑、抗裂防水劑、纖維等都有非常高的要求。

近日，在北京北五環(huán)附近京承高速的地下28米的深處，隨著最后一方混凝土澆筑完成，國(guó)內(nèi)首例微型“豎向盾構(gòu)”——泵房掘進(jìn)機(jī)機(jī)頭回退到指定位置，標(biāo)志著北京地鐵17號(hào)線05標(biāo)段望京西站-勇士營(yíng)站區(qū)間右線區(qū)間泵房成功完成水下混凝土澆筑與機(jī)頭回退施工，為17號(hào)線05標(biāo)區(qū)間隧道結(jié)構(gòu)順利完工奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

地鐵施工管片通常為盾構(gòu)管片，管片是盾構(gòu)隧道的主要裝配構(gòu)件，猶如堅(jiān)固的“金鐘罩”，為隧道打造一圈保護(hù)屏障，承擔(dān)著抵抗土層壓力、地下水壓力以及一些特殊荷載的作用。作為隧道的永久襯砌結(jié)構(gòu)，管片密閉相接，環(huán)環(huán)相扣，為急速奔馳的列車(chē)提供安全空間。盾構(gòu)管片到底是什么？它在盾構(gòu)施工中有什么作用呢？我們一起來(lái)看看。首先，我們要知道，盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)、盾殼的尺寸就是根據(jù)管片環(huán)的參數(shù)來(lái)設(shè)計(jì)的。而整體的混凝土圓環(huán)是無(wú)法在隧道內(nèi)運(yùn)輸、安裝的。為此，解決方法就是將混凝土圓環(huán)分解成多塊并分解運(yùn)輸，在洞內(nèi)拼裝。這些被分解的混凝土圓環(huán)塊就是管片。

盾構(gòu)管片是盾構(gòu)法隧道的永久襯砌結(jié)構(gòu)，盾構(gòu)管片質(zhì)量直接關(guān)系到隧道的整體質(zhì)量和安全，影響隧道的防水性能及耐久性能。由此可見(jiàn)，盾構(gòu)管片對(duì)于隧道建設(shè)有多么重要。

盾構(gòu)管片的生產(chǎn)通常采用高強(qiáng)抗?jié)B混凝土，以確保可靠的承載性和防水性能，生產(chǎn)主要利用成品管片模具在密封澆灌混凝土后即可成型。

今年，北京市地鐵還首次使用8米盾構(gòu)管片，由北京建工新型建材科技股份有限公司生產(chǎn)的8米盾構(gòu)管片順利完成首件及三環(huán)試拼裝驗(yàn)收工作，接下來(lái)運(yùn)往北京地鐵22號(hào)線08段項(xiàng)目，這是北京地鐵首次使用外徑8米的盾構(gòu)管片。8米盾構(gòu)管片的生產(chǎn)流程較該公司之前已生產(chǎn)的6.4米管片難度更大。北京從2003年就開(kāi)始生產(chǎn)高精度盾構(gòu)管片，迄今已有20年歷史，目前已應(yīng)用到了北京地鐵4號(hào)線、5號(hào)線、7號(hào)線、9號(hào)線、16號(hào)線、17號(hào)線、19號(hào)線、昌平南延線等地鐵線路。

在地鐵建設(shè)中還有多種內(nèi)涵豐富的特種混凝土為精品地鐵工程助力。

清水混凝土  近年來(lái)，施工單位針對(duì)地鐵地下車(chē)站混凝土所用原材料、配制技術(shù)、車(chē)站結(jié)構(gòu)適用等特點(diǎn)，通過(guò)大量的混凝土配合比設(shè)計(jì)與優(yōu)化，提升清水混凝土工作性能關(guān)鍵指標(biāo)；采用加入抗裂劑、外觀改良劑等外加劑的手段，保證清水混凝土的耐久性，同時(shí)極大改善地下工程清水混凝土的工作性能和外觀質(zhì)量。目前，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)的模型試驗(yàn)，對(duì)模板材料、脫模劑種類(lèi)、分層厚度、分層時(shí)間、振搗時(shí)間、拆模時(shí)間、養(yǎng)護(hù)時(shí)間等材料工藝參數(shù)進(jìn)行比選，已形成了一套完整的地鐵地下車(chē)站高耐久性清水混凝土施工技術(shù)，確保了清水混凝土在地下車(chē)站工程的成功應(yīng)用。

勁性混凝土結(jié)構(gòu)  又稱(chēng)型鋼混凝土或勁鋼混凝土，是一種組合結(jié)構(gòu)形式，其構(gòu)成包括混凝土、型鋼、縱向鋼筋和箍筋。這種結(jié)構(gòu)是在原有的鋼筋混凝土梁、柱等構(gòu)件里添加型鋼，從而形成更加強(qiáng)勁的混凝土組合結(jié)構(gòu)，其強(qiáng)度高，能夠有效提高構(gòu)件的承載能力。地鐵車(chē)輛段大跨度結(jié)構(gòu)采用勁鋼結(jié)構(gòu)比較普遍。

干拌噴射混凝土  是用壓力噴槍噴涂灌筑細(xì)石混凝土的施工方法，采用水泥、良好的骨料及外加劑，主要用于巖石峒庫(kù)、隧道或地下工程和礦井巷道的襯砌和支護(hù)。

彩色裝飾混凝土板  北京地鐵6號(hào)線西延工程今年年底開(kāi)通5座車(chē)站。這5座車(chē)站里里外外“風(fēng)景”別致，美得可以拍婚紗照。自東向西，西延第一座車(chē)站——田村站，墻面為紅磚肌理的新型裝飾混凝土板。在田村車(chē)站，連接兩個(gè)端頭站廳的通道中部拱起，天花與墻面渾然一體，白藍(lán)色相間，讓空間更加開(kāi)闊舒展。廖公莊站、西黃村站、楊莊站是標(biāo)準(zhǔn)的兩柱三跨暗挖車(chē)站。墻面是一個(gè)個(gè)拱形月門(mén)造型將藝術(shù)品融合其中，與天花涌動(dòng)的拱形呼應(yīng)。廖公莊站也有一個(gè)“網(wǎng)紅通道”。從A口進(jìn)入車(chē)站后會(huì)先經(jīng)過(guò)一段通道，貼合著廖公莊站“夏?！毙Ч?，通道兩側(cè)墻壁布滿(mǎn)海星，乘客就像徜徉于大海一般。

北京地鐵6號(hào)線田村站

北京地鐵6號(hào)線廖公莊站

高鐵隧道混凝土  地鐵在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)有少量電流逸散到承載的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中，此電流稱(chēng)之為“迷流”，也叫雜散電流，其對(duì)地下混凝土內(nèi)的鋼筋長(zhǎng)期作用后，會(huì)使鋼筋產(chǎn)生嚴(yán)重的銹蝕現(xiàn)象，從而對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)造成破壞。地下水、地下土壤中往往富含氯離子、硫酸根離子等侵蝕性介質(zhì)，氯離子易滲透到混凝土內(nèi)部引發(fā)鋼筋銹蝕；硫酸根離子進(jìn)入混凝土中會(huì)與水泥石中固相發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生鈣礬石、石膏等膨脹性物質(zhì)，造成混凝土膨脹開(kāi)裂。高鐵隧道混凝土正是針對(duì)這種癥狀而開(kāi)發(fā)的高性能混凝土。

泡沫混凝土  泡沫混凝土可以達(dá)到減輕隧道頂部荷載和基底壓力的目的。人們可以常見(jiàn)到泡沫混凝土頂面和直接鋪設(shè)路面的結(jié)構(gòu)層。

抗裂混凝土  裂縫問(wèn)題一直是工程界關(guān)注的問(wèn)題，裂縫的危害程度眾所周知，它不但會(huì)影響混凝土的防水性能，而且會(huì)由于水的滲入造成鋼筋銹蝕，嚴(yán)重縮短鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的壽命。當(dāng)裂縫的長(zhǎng)度和寬度達(dá)到一定的程度后，還會(huì)影響結(jié)構(gòu)的安全性。由于混凝土開(kāi)裂導(dǎo)致了一系列的工程質(zhì)量問(wèn)題，國(guó)家每年需花費(fèi)大量的資金進(jìn)行工程的修補(bǔ)。因此，在混凝土結(jié)構(gòu)工程的建設(shè)初期，對(duì)混凝土的裂縫進(jìn)行控制是極其必要的，也是急需的。中國(guó)工程院院士劉加平在他的學(xué)術(shù)報(bào)告中《地鐵混凝土抗裂防滲關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用》中指出：“收縮開(kāi)裂導(dǎo)致地鐵混凝土滲漏，并加速有害混凝土劣化和鋼筋銹蝕，嚴(yán)重影響服役性能，縮短使用壽命?！蹦壳埃覈?guó)已將材料與結(jié)構(gòu)和環(huán)境相結(jié)合，建立起水化-溫度-濕度耦合作用模型，量化評(píng)估開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)，形成了地鐵混凝土抗裂性能專(zhuān)項(xiàng)設(shè)計(jì)方法。還發(fā)明了水化溫升抑制和歷程可調(diào)控膨脹材料，定向、高效降低混凝土溫降收縮、自收縮和干燥收縮。創(chuàng)建了精準(zhǔn)調(diào)控技術(shù)體系，全過(guò)程控制開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)低于閾值。成果很好地解決了現(xiàn)澆和裝配式混凝土車(chē)站的收縮開(kāi)裂難題，提升了工程品質(zhì)和服役耐久性。

青島環(huán)球裝配式地鐵站管片生產(chǎn)線

在我國(guó)地鐵建設(shè)中，裝配式地鐵站建設(shè)已風(fēng)生水起。前不久，深圳軌道交通四期工程裝配式車(chē)站預(yù)制構(gòu)件投產(chǎn)獲社會(huì)廣泛關(guān)注。深圳地鐵四期調(diào)整工程采用裝配式施工的車(chē)站共8座，這8座車(chē)站不僅是深圳首批裝配式車(chē)站應(yīng)用試點(diǎn)，同時(shí)也是華南地區(qū)的首批全裝配式結(jié)構(gòu)地鐵車(chē)站。而全面助力深圳裝配式地鐵站建設(shè)的正是青島環(huán)球高精裝備。深圳軌道交通四期工程裝配式車(chē)站預(yù)制構(gòu)件由中國(guó)電建、中鐵十四局集團(tuán)2個(gè)基地生產(chǎn)。青島環(huán)球集團(tuán)重工科技有限公司為這2個(gè)生產(chǎn)基地提供了大型裝配式車(chē)站預(yù)制構(gòu)件模具，中國(guó)電建裝配式車(chē)站預(yù)制流水生產(chǎn)線亦由青島環(huán)球傾力打造。與傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)地鐵車(chē)站相比，裝配式車(chē)站在提高建筑質(zhì)量及效率、減少現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆作業(yè)和用工需求、節(jié)約材料等方面具有諸多優(yōu)勢(shì)，并且基本不產(chǎn)生建筑垃圾，非常節(jié)能環(huán)保。車(chē)站的整個(gè)拼裝過(guò)程都在地下進(jìn)行，這對(duì)預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)和安裝精度、運(yùn)輸及吊裝等工藝流程都有更高的要求。因此，深圳地鐵四期調(diào)整工程裝配式車(chē)站的建設(shè)將對(duì)今后類(lèi)似的地鐵車(chē)站施工具有重大的借鑒意義。