上海轨道交通2号线西西延伸段工程难点及技术对策

朱沪生

（上海申通地铁集团有限公司，201103，上海∥教授级高级工程师）

上海轨道交通2号线西西延伸工程，东起2号线淞虹路站，西至青浦区徐泾镇诸光路，全长8.58 km，设虹桥2号航站楼站、虹桥火车站站和徐泾东站等3座车站，线路全部采用地下敷设方式。该工程于2008年4月开工建设，2010年3月通过试运营基本条件评审，2010年3月16日投入试运营。其建设周期之短，开创大型复杂轨道交通项目建设之先河。

西西延伸工程是上海轨道交通2号线的重要组成部分，与既有2号线（淞虹路站——张江高科站）、2号线东延伸工程（龙阳路站——浦东国际机场站）共同构成了贯穿中心城东西方向，联系浦东和虹桥两大枢纽航空港的重要骨干线路。该工程为铁路虹桥火车站及虹桥机场2号航站楼的客流提供了便捷、快速的市内交通服务，成为上海虹桥综合交通枢纽（简称“虹桥枢纽”）交通中心配套工程的重要组成部分，是完善上海西部地区轨道交通线网、促进青浦徐泾地区发展的重要举措，其经济和社会意义十分显著。

1 上海轨道交通2号线西西延伸工程建设难点分析

1）规划及建设过程中协调难度大。按照虹桥枢纽的总体规划，将引入2号线、10号线、规划17号线和规划20号线等4条轨道交通线路。2号线西西延伸工程的线位、站位、车站功能布局等都需要与各相关部门共同协调。在高速铁路、机场与高速磁浮线等边界条件基本确定的前提下，结合虹桥枢纽与其他轨道交通线的规划和工程方案，从工程可行性、实施难度、投资成本等方面进行了分析研究。项目研究表明，2号线西西延伸工程在实施过程中的协调工作复杂、协调难度大。同时，该工程的2座车站（2号航站楼站、虹桥火车站）需结合虹桥枢纽统筹设计，同步施工；4座风井处于机场控制区范围内，规划设计与施工的协调统一至关重要。

2）影响因素多，建设工期紧。虹桥枢纽工程作为2010年上海世博会交通配套重要项目，必须确保在世博会前投入使用。2号线于2008年3月底土建开工，计划于2010年上海世博会前通车试运营。根据节点计划要求，要满足虹桥枢纽总体工期要求，2号线西西延伸工程从土建施工开始到通车试运营的整个工期约2年，建设任务繁重。由于施工期间虹桥枢纽地区交通不便、工作井施工限制要求高、枢纽内4个工作井盾构施工相互影响、施工作业密集等因素，尤其是为不影响机场新建的停机坪和滑行道，在虹桥机场内的盾构施工必须放缓掘进速度。这些因素使得建设工期十分紧张。

3）既有线与延伸线的系统衔接工程复杂。西西延伸工程作为既有2号线的延伸线，首先要解决延伸线系统的扩容和兼容问题，特别是供电、通信、信号、控制中心等系统的扩容和兼容问题，全线需统筹考虑；同时，又要在既有线不停运的情况下进行联调调试，时间紧、风险大，必须采取科学措施，制定详细周密可行的施工方案和应急预案，在保证工程进度和既有线运营安全的前提下，按时完成各专业设备的驳接施工。

4）穿越机场控制区风险突出。西西延伸工程的淞虹路站——虹桥2号航站楼站的区间隧道位于虹桥枢纽内，盾构机要依次穿越建设中的虹桥机场滑行道、停机坪和已建成的西航站楼。盾构机从虹桥机场飞行区地下穿越是一个崭新而富有挑战性的难题，国内外类似工程较少且部分机场在机场运营条件下实施地下穿越工程发生过安全事故。因此，各机场对运营条件下实施地下穿越工程都非常慎重。由于机场飞行区的特殊性及其严格的安全控制要求，在进行盾构机穿越飞行区地下的工程施工时，一般不能中止机场跑道的正常运营，不能对现有设施造成较大的影响，所以施工技术难度相当大，风险控制要求高，风险控制难度巨大。

2 上海轨道交通2号线西西延伸工程的施工瓶颈及解决方案

通过对上海轨道交通2号线西西延伸工程的特点和难点的分析，列出了施工过程中必须要及时破解的六大施工瓶颈。在相关各方的支持、配合下，在施工过程中采取了有力的协调机制，精心筹划，攻坚克难，六大施工瓶颈问题被一一及时化解。

1）调整盾构推进方案。在原定的盾构推进方案中，4号井为始发井。此方案存在两大弊端：一是须等4号井土建结构施工完成后（大约需要六七个月工期）才能实施盾构推进作业；二是4号井正处于航空港限高处，要求各类施工作业面高度不得超过12m，因此，有些盾构吊装作业必须放在晚间停航后实施，工期将大大延误。经多次现场实地踏勘、调查，经设计方面同意，果断地实施了将淞虹路站原预留盾构接受吊装井调整为始发井的方案。这一方案仅须搬迁2根小径管线，占用一股非机车道即可实施（该处交通流量不大）。盾构推进方案的调整，是确保2号线西西延伸段与虹桥枢纽站同步开通的关键一步，整个工期大为缩短，至少赢得了宝贵的5个月工期。仅通过这一施工方案调整就掌握了整个局面，全盘皆活，为整个工程开通奠定了有力基础。

2）调整4号工作井围护结构施工工艺方案。在原设计中，4号井为盾构出发井，同时兼顾中间通风与排水。4号井所在区域的航空限高为12m以下，而原设计中4号井围护结构为钻孔桩加旋喷止水帷幕，尺寸为23m×17m，深度达22m，桩长插入深度为40m左右。若按原定方案施工，不仅工期长，且因限高条件受制，施工难度大。经论证后决定4号井围护结构采用钻孔咬合桩。但该施工工艺在上海地区使用不广泛，且桩与桩之间咬合闭环要求高。在施工中，工程施工方采用了加深道墙、钢套护管、精确定位等施工工艺；同时，还会同设计方调整了线路纵坡，将原开挖深度从22m降为17m，不仅节约了成本，也大大缩短了工期，更满足了航空港施工限高要求。

3）调整铺轨基地，优化3号风井设计方案。在原方案中，把3号风井作为铺轨基地，以致该井的设计长度超过25m，而且必须等其全部建成、区间贯通后方能发挥铺轨基地作用。在对方案重新研究后，制定了3号风井的优化方案：将北翟路车辆段工务场地略做场地硬化处理后作为主要铺轨基地，将3号风井调整为轨排散铺之用，并缩小原设计尺寸，仅满足盾构吊装之用即可。采用优化方案后，不仅为铺轨创造了有利条件，也提升了3号风井的工作效率，节省了工程造价。

4）顾全大局，想方设法满足虹桥枢纽站的地下空间开发需要。在原方案中，徐泾东至虹桥2号航站楼区间的盾构接受井直接推至虹桥2号航站楼站。为了顾全虹桥枢纽站地下空间开发要求，提出了在开发空间外挂专用盾构接受井的方案。该方案得到了设计方的认可。该方案从决策到设计再到施工单位进场，仅用了2个月时间，不仅满足了盾构施工的要求，也满足了虹桥枢纽地下开发的需求，大大提升了效率，取得了双赢。

5）优化徐泾东站设计，强化施工安全管理。徐泾东站是2号线西西延伸段的重点折返站，原设计规模长达596m，规划设计了15个出入口，车站东端头井为盾构始发井。该车站能否如期完工已成为整个项目的关键节点。通过与信号、通信以及行车管理等方面专家会商，仔细分析各种技术工况，并征得USS供应商同意，对徐泾东站的设计作了调整：首先，优化车站原设计长度，从596m缩短到564m。这32m车站长度的缩短不仅降低了工程造价，也解决了诸光路路面翻交管线搬迁等问题，有利于工程进度。其次，分期建设出入口，先建成5个出入口，保证开通运营需求，其余出入口与开发相结合，先作规划上预留。此外，针对该车站环境特点，在施工中，分成A与B两个坑开挖，加大设备与人力的投入，加大变形监控的力度，充分利用时空效应的原理，边挖边撑，控制开挖纵坡，控制结构拆模的时间，在保证质量前提下提升工效。整个车站从成槽到主体结构完成，仅用了15个月，为铺轨和设备安装创造了良好的条件。

6）科学论证，精心组织，确保盾构区间成功穿越机场跑道。在设计方案中，从淞虹路至虹桥1号航站楼的盾构区间全长为5.3km，在机场跑道区顶端、滑行道、停机坪以及机场专用通信电力等重要管线的地方设置了4个盾构通风工作井。

虹桥机场方提出，盾构工作井施工期间必须达到国际民航机场附件14的规定，即跑道的变形曲率不得大于1／30 000的标准。据悉，在机场开放时下方有盾构施工的案例，世界上只有瑞士、英国等少数国家有。业主方会同设计方、施工方和机场集团等单位，组成攻关课题组，对其中的关键技术指标展开科学论证并形成处置意见：①穿越运营中机场的地下施工方法；②沉降控制监测与控制方法；③埋设深度的考量；④盾构机穿越机场跑道时的时机选择；⑤安全方案。

为了确保盾构施工时安全穿越机场下方，组织施工单位会同相关各方精心考虑，周密安排。在盾构推进参数、盾构本体注浆、同步注浆、二次补浆，以及后期补浆、沉降监测等方面做了具体部署，并落实到监理以及机场集团的有关负责人。尤其对盾构推进时的土层损失率做了硬性规定（＜0.003），并且请机场集团委托第三方做沉降监测与现场监管。经过各方配合，在机场范围内的6台盾构机的推进作业完全达到事先设定的控制指标，比较好地完成了工程项目，同时也为以后类似的项目积累了一定的经验。

3 结语

通过上海轨道交通2号线西西延伸工程的建设实践，认为在复杂环境下开展轨道交通的建设，一是需要加大前期工作的深度，稳定线站位方案，这是工程顺利建设的前提。二是重视工程筹划的可实施性与灵活性，特别是与其他市政基础设施同步实施时，应厘清目标责任、接口关系和建设时序。三是强化工程管理职能，充分调动设计、施工各方的积极性，在设计优化和施工组织方面攻坚克难。四是及时预判工程难点，依靠科技手段解决重大技术难题。五是必须在坚持确保工程质量与安全的前提下，抓好工程节点的推进，落实工程责任制，及时帮助协调解决施工单位的矛盾与困难，要深入一线，靠前指挥，掌握实情，善于决策；同时要善于调动施工单位抓工程节点的主动性，适度加压，合理调度，强化投入，努力做到“质量要保，工期不拖”。六是在攻克工程瓶颈的同时，必须注重统筹兼顾各系统各专业的工程全面推进，合理安排好交叉专业的时间与空间，尤其是要保证信号与车辆的联调工作。上海轨道交通2号线西西延伸段既涉及到自身新建线路的联调，更涉及到“6改8”车辆，以及新购车辆的接口协调，必须给信号联调留足时间，使之满足运营的需求。在当前我国城市轨道交通建设快速发展时期，上海轨道交通2号线西西延伸工程建设的相关经验，可供国内其他城市借鉴，共同探索建设安全、可靠和高效的城市轨道交通。