都市圈軌道交通工程施工工藝探究

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摘要：為充分發(fā)揮城際軌道交通對城市發(fā)展的支撐作用，分析了南京都市圈的地質(zhì)情況及南京都市圈地鐵施工典型特點(diǎn)與難點(diǎn)，提出了南京都市圈地鐵施工工程管理要點(diǎn)：應(yīng)采用合適的施工工藝，不斷創(chuàng)新技術(shù)，做好地鐵施工安全質(zhì)量管理和造價管理，將工程管理滲透于各個環(huán)節(jié)，運(yùn)用多層次的工程管理體系，確保工程質(zhì)量達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：南京都市圈；軌道交通；工程施工工藝；工程管理

南京都市圈已成為長三角地區(qū)重要的交通門戶樞紐。南京都市圈快速發(fā)展，除了面積增加，更依靠高水平的公共交通支撐。從城市軌道交通工程實際建設(shè)過程來看，施工技術(shù)及工程管理至關(guān)重要。地鐵軌道施工中，應(yīng)特別注意各管理環(huán)節(jié)的執(zhí)行有效度，完善施工質(zhì)量監(jiān)督管理，這是南京都市圈軌道交通建設(shè)順利進(jìn)行的必要條件。

1南京都市圈地質(zhì)特點(diǎn)

南京都市圈地形復(fù)雜多變，市區(qū)面積約60％是丘陵，屬于長江流域的一部分，許多裸露的丘陵和殘山都是由一些滑坡、泥石流、塌陷等不良地質(zhì)作用形成。南京都市圈的地質(zhì)構(gòu)造比較松軟，大部分屬于飽和軟黏土地層。為有效保證地鐵安全和正常運(yùn)行，施工前必須做好地質(zhì)檢查，只有整個地質(zhì)環(huán)境條件適宜才能開始施工，否則將有可能給整個地鐵正常運(yùn)營造成危險和安全隱患。

2南京都市圈地鐵施工典型特點(diǎn)與難點(diǎn)

針對地層中存在的古代河床、洪泛區(qū)、低丘等地質(zhì)復(fù)雜多變的區(qū)域性地層條件，綜合分析考慮其周邊環(huán)境特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，南京城市軌道交通建設(shè)中適當(dāng)運(yùn)用了多種隧道施工方法，以6號線、2號線和S6號線中典型路段為例進(jìn)行介紹。

21隧道施工

南京地鐵6號線明宮站，該站深達(dá)395m，下穿有2號線明宮站，彼此最小垂直距離僅36m（圖1）。因地質(zhì)條件復(fù)雜多變，需要采用順作法、蓋挖逆作法及礦山法3類工法和20多小類工法，號稱此線“最難車站”。該站南北兩側(cè)基坑皆采用上兩層明挖順作，下三層蓋挖半順半逆法。其中，單洞雙柱三跨礦山法需分17步開挖，工序尤為復(fù)雜。工程難度大還源于這些工法工序之間的銜接轉(zhuǎn)換多。地鐵區(qū)間線之間一般需設(shè)置用于消防疏散的聯(lián)絡(luò)通道。2號線西延線螺塘街站至油坊橋站區(qū)間255m長的聯(lián)絡(luò)通道施工中運(yùn)用了頂管法，這是南京地鐵首次成功應(yīng)用該技術(shù)。該施工段地質(zhì)構(gòu)造以泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層和粉質(zhì)砂層為主，地下構(gòu)成復(fù)雜且地下水壓力高，施工難度較大。與傳統(tǒng)的以采礦法為輔的凍結(jié)法加固的修建方式相比，在該段采用機(jī)械化程度高的頂管法，能夠減少重復(fù)開挖，控制環(huán)境安全，降低施工風(fēng)險。這種獨(dú)立的非開挖技術(shù)，解決了管道埋設(shè)施工對都市圈道路交通堵塞的難題。S6號線即寧句城際軌道，建設(shè)時存在物資運(yùn)輸難度大、軌道出行區(qū)跨度大等諸多困難。為保證軌道建設(shè)有序推進(jìn)，投入眾多設(shè)備設(shè)施，采用普通軌道床、橡膠阻尼墊軌道床和鋼彈簧浮板軌道床三種施工技術(shù)，成功引進(jìn)了新型混凝土鋼筋水泥自動檢修補(bǔ)平工藝，這也是南京地鐵建設(shè)首次采用這項新技術(shù)。這種新型被動混凝土自主修復(fù)施工技術(shù)和其他一些同類傳統(tǒng)被動式自修復(fù)施工方法技術(shù)相比，可以自動實時感知構(gòu)件裂縫，及時檢測誘發(fā)構(gòu)件礦化后的裂縫，主動進(jìn)行修復(fù)礦化裂縫，使構(gòu)件開裂后整塊混凝土裂縫滲透率降低，混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和使用耐久性得到提高，混凝土整體結(jié)構(gòu)使用壽命也因此得到延長。

22無軌化施工

無軌化鋪軌是指采用輪胎式軌排車、輪胎式鋪軌機(jī)、自變形混凝土罐車，簡化工序，替換傳統(tǒng)軌道平板車、輪軌鋪軌機(jī)、混凝土材料斗等進(jìn)行鋪軌的傳統(tǒng)作業(yè)方式。與其他鋪軌方法相比，無軌化鋪軌施工組織更靈活，能夠節(jié)約人工、時間成本和周轉(zhuǎn)材料的使用，減輕各工序間互擾、避免設(shè)備掉軌等安全風(fēng)險，提高混凝土運(yùn)輸效率和攪拌質(zhì)量，加快施工速度，工程質(zhì)量更有保證。南京地鐵7號線馬家園出入段線至仙新路車站左線盾構(gòu)區(qū)間，全工序無軌化鋪軌試驗已經(jīng)成功實現(xiàn)，這是我國首次真正實現(xiàn)全流程無軌化。使用的輪胎鋪軌機(jī)不需要依靠軌道行走，直接在軌道上運(yùn)輸軌道板、鋼筋等各類材料，不需要依賴道床進(jìn)行軌道排列，可自由變跨以適應(yīng)不同工況，避免對隧道結(jié)構(gòu)的損壞。所使用的輪胎式軌排車可不依托道床鋼軌，運(yùn)送軌道板、扣配件、鋼筋及軌排，實現(xiàn)軌排正運(yùn)－軌排倒鋪－混凝土倒筑的全工序一次性施工，有效解決無軌化運(yùn)輸難點(diǎn)（圖2）。

23鋼軌焊接

南京都市圈是小半徑軌道彎曲最多的區(qū)域之一，列車運(yùn)行時容易產(chǎn)生振動噪聲和磨損。為了提高車輛運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，都市圈采用了先進(jìn)的無縫鋼軌焊接技術(shù)，主要運(yùn)用移動式閃光焊，在焊接過程中將兩個軌道相互對接，軌頭端面向兩個軌道移入相互接觸，接通電源，利用一定的電流和空氣通過機(jī)柜產(chǎn)生一定的電阻熱，加熱了接觸點(diǎn)并使其產(chǎn)生飛邊，直到兩個軌道的端面完全融合，當(dāng)其達(dá)到預(yù)定溫度時，由軌道焊接機(jī)進(jìn)行焊接。這種先進(jìn)的無縫鋼軌焊接技術(shù)可以減少鐵路線的接頭，降低因車輛與鋼軌之間摩擦迸發(fā)出來的噪音，讓車輛行進(jìn)得更加平緩，使乘坐環(huán)境變得更加舒適，并能夠簡化建設(shè)過程，加快地鐵軌道建設(shè)。

3南京都市圈地鐵施工工程管理

31地鐵施工安全質(zhì)量管理

工程建設(shè)質(zhì)量是關(guān)系都市圈項目后續(xù)安全使用的第一要素，高水平的建設(shè)質(zhì)量可為軌道交通后續(xù)運(yùn)營奠定堅實基礎(chǔ)，有利于提升都市圈的競爭力和影響力。南京都市圈地鐵交通項目已經(jīng)積累了一定的管理實踐經(jīng)驗，根據(jù)環(huán)境條件、工期要求、預(yù)期造價、對交通影響度、工藝特征和適用范圍等，選擇適合的施工方法，可提高施工效率，減少中間環(huán)節(jié)，保障質(zhì)量安全。選擇新技術(shù)時，應(yīng)注重對新方法的驗證和試驗，確保施工可行性。軌道交通工程涉及隧洞、地下車站、地上結(jié)構(gòu)物等多類結(jié)構(gòu)，及車輛、電力、自動控制等設(shè)備系統(tǒng)，施工時會影響城市交通、周邊環(huán)境，是一個復(fù)雜的系統(tǒng)工程。要以信息系統(tǒng)支撐軌道工程建設(shè)質(zhì)量安全管理工作，以系統(tǒng)工程的視角建立安全質(zhì)量管理體系（圖3）。

32地鐵施工造價管理

地鐵工程由多個子項工程構(gòu)成，故其造價計價體系包括多個行業(yè)、不同工程類別，如軌道工程、土建工程、市政工程、安裝工程等。各類工程具有獨(dú)立性，需要執(zhí)行不同的造價編制辦法、不同的投融資模式、不同的建設(shè)管理模式，故而造價管理具有復(fù)雜性。軌道交通項目施工中不斷涌現(xiàn)新技術(shù)（如2號線西延線的頂管法），新型工法無積累數(shù)據(jù)，無歷史統(tǒng)計資料，無法采用定額系數(shù)換算法，需要測定和編制相應(yīng)的補(bǔ)充定額。這就要求施工企業(yè)注重更新完善工程造價信息數(shù)據(jù)庫。地鐵工程需要巨額投資，其資金來源以財政資金為主，具有資金回收緩慢等特點(diǎn)。為了城市軌道交通的可持續(xù)發(fā)展，避免國家財政資金的浪費(fèi)，應(yīng)對工程造價進(jìn)行控制，尤其需要對顯著影響總造價的費(fèi)用進(jìn)行關(guān)鍵性的控制。

4結(jié)語

通過對南京都市圈幾條地鐵線路的調(diào)研，明確了都市圈內(nèi)軌道交通建設(shè)規(guī)劃。軌道交通的建設(shè)發(fā)展對實現(xiàn)南京都市圈內(nèi)“一小時”通車起著至關(guān)重要的作用。南京都市圈地鐵軌道交通建設(shè)工程中，要對地區(qū)的地質(zhì)條件進(jìn)行仔細(xì)分析，選擇適合的施工技術(shù)，創(chuàng)新施工技術(shù)，注重工程管理，運(yùn)用多層次的工程管理體系，對施工階段各項工作進(jìn)行全面管理，確保工程質(zhì)量達(dá)到預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)。

作者:胡馨 沙萱 陳明芳 菅彤彤 單位:東南大學(xué)成賢學(xué)院