南京都市圈轨道交通工程施工工艺及管理作用

胡 馨，沙 萱，陈明芳，菅彤彤

(东南大学成贤学院，南京 210088)

本文系东南大学成贤学院大学生实践创新训练计划项目“南京都市圈城际高速铁路与城际轨道交通建设管理研究”(YCX2070)的阶段成果之一

通讯作者：沙 萱(1984-)，女，硕士，讲师。E-mail：x.sha@foxmail.com。

南京都市圈已成为长三角地区重要的交通门户枢纽。南京都市圈快速发展，除了面积增加，更依靠高水平的公共交通支撑。从城市轨道交通工程实际建设过程来看，施工技术及工程管理至关重要。地铁轨道施工中，应特别注意各管理环节的执行有效度，完善施工质量监督管理，这是南京都市圈轨道交通建设顺利进行的必要条件。

1 南京都市圈地质特点

南京都市圈地形复杂多变，市区面积约60%是丘陵，属于长江流域的一部分，许多裸露的丘陵和残山都是由一些滑坡、泥石流、塌陷等不良地质作用形成。南京都市圈的地质构造比较松软，大部分属于饱和软黏土地层。为有效保证地铁安全和正常运行，施工前必须做好地质检查，只有整个地质环境条件适宜才能开始施工，否则将有可能给整个地铁正常运营造成危险和安全隐患。

2 南京都市圈地铁施工典型特点与难点

针对地层中存在的古代河床、洪泛区、低丘等地质复杂多变的区域性地层条件，综合分析考虑其周边环境特点和经济效益，南京城市轨道交通建设中适当运用了多种隧道施工方法，以6号线、2号线和S 6号线中典型路段为例进行介绍。

2.1 隧道施工

南京地铁6号线明宫站，该站深达39.5 m，下穿有2号线明宫站，彼此最小垂直距离仅3.6 m(图 1)。因地质条件复杂多变，需要采用顺作法、盖挖逆作法及矿山法3类工法和20多小类工法，号称此线“最难车站”。该站南北两侧基坑皆采用上两层明挖顺作，下三层盖挖半顺半逆法。其中，单洞双柱三跨矿山法需分17步开挖，工序尤为复杂。工程难度大还源于这些工法工序之间的衔接转换多。

地铁区间线之间一般需设置用于消防疏散的联络通道。2号线西延线螺塘街站至油坊桥站区间25.5 m长的联络通道施工中运用了顶管法，这是南京地铁首次成功应用该技术。该施工段地质构造以泥质粉质黏土层和粉质砂层为主，地下构成复杂且地下水压力高，施工难度较大。与传统的以采矿法为辅的冻结法加固的修建方式相比，在该段采用机械化程度高的顶管法，能够减少重复开挖，控制环境安全，降低施工风险。这种独立的非开挖技术，解决了管道埋设施工对都市圈道路交通堵塞的难题。

图1 南京地铁6号线明宫站地下结构示意图Fig.1 Subsurface structure diagram of Ming Palace of Subway Line 6 in Nanjing

S 6号线即宁句城际轨道，建设时存在物资运输难度大、轨道出行区跨度大等诸多困难。为保证轨道建设有序推进，投入众多设备设施，采用普通轨道床、橡胶阻尼垫轨道床和钢弹簧浮板轨道床三种施工技术，成功引进了新型混凝土钢筋水泥自动检修补平工艺，这也是南京地铁建设首次采用这项新技术。这种新型被动混凝土自主修复施工技术和其他一些同类传统被动式自修复施工方法技术相比，可以自动实时感知构件裂缝，及时检测诱发构件矿化后的裂缝，主动进行修复矿化裂缝，使构件开裂后整块混凝土裂缝渗透率降低，混凝土结构强度和使用耐久性得到提高，混凝土整体结构使用寿命也因此得到延长。

2.2 无轨化施工

无轨化铺轨是指采用轮胎式轨排车、轮胎式铺轨机、自变形混凝土罐车，简化工序，替换传统轨道平板车、轮轨铺轨机、混凝土材料斗等进行铺轨的传统作业方式。与其他铺轨方法相比，无轨化铺轨施工组织更灵活，能够节约人工、时间成本和周转材料的使用，减轻各工序间互扰、避免设备掉轨等安全风险，提高混凝土运输效率和搅拌质量，加快施工速度，工程质量更有保证。

南京地铁7号线马家园出入段线至仙新路车站左线盾构区间，全工序无轨化铺轨试验已经成功实现，这是我国首次真正实现全流程无轨化。使用的轮胎铺轨机不需要依靠轨道行走，直接在轨道上运输轨道板、钢筋等各类材料，不需要依赖道床进行轨道排列，可自由变跨以适应不同工况，避免对隧道结构的损坏。所使用的轮胎式轨排车可不依托道床钢轨，运送轨道板、扣配件、钢筋及轨排，实现轨排正运-轨排倒铺-混凝土倒筑的全工序一次性施工，有效解决无轨化运输难点(图2)。

图2 可变跨轮胎铺轨机Fig.2 Variable straddle tire track laying machine

2.3 钢轨焊接

南京都市圈是小半径轨道弯曲最多的区域之一，列车运行时容易产生振动噪声和磨损。为了提高车辆运行的安全性和稳定性，都市圈采用了先进的无缝钢轨焊接技术，主要运用移动式闪光焊，在焊接过程中将两个轨道相互对接，轨头端面向两个轨道移入相互接触，接通电源，利用一定的电流和空气通过机柜产生一定的电阻热，加热了接触点并使其产生飞边，直到两个轨道的端面完全融合，当其达到预定温度时，由轨道焊接机进行焊接。这种先进的无缝钢轨焊接技术可以减少铁路线的接头，降低因车辆与钢轨之间摩擦迸发出来的噪音，让车辆行进得更加平缓，使乘坐环境变得更加舒适，并能够简化建设过程，加快地铁轨道建设。

3 南京都市圈地铁施工工程管理

3.1 地铁施工安全质量管理

工程建设质量是关系都市圈项目后续安全使用的第一要素，高水平的建设质量可为轨道交通后续运营奠定坚实基础，有利于提升都市圈的竞争力和影响力。南京都市圈地铁交通项目已经积累了一定的管理实践经验，根据环境条件、工期要求、预期造价、对交通影响度、工艺特征和适用范围等，选择适合的施工方法，可提高施工效率，减少中间环节，保障质量安全。选择新技术时，应注重对新方法的验证和试验，确保施工可行性。

轨道交通工程涉及隧洞、地下车站、地上结构物等多类结构，及车辆、电力、自动控制等设备系统，施工时会影响城市交通、周边环境，是一个复杂的系统工程。要以信息系统支撑轨道工程建设质量安全管理工作，以系统工程的视角建立安全质量管理体系(图3)。

图3 轨道交通工程质量安全管理信息系统Fig.3 Quality safety management information system of rail transit project

3.2 地铁施工造价管理

地铁工程由多个子项工程构成，故其造价计价体系包括多个行业、不同工程类别，如轨道工程、土建工程、市政工程、安装工程等。各类工程具有独立性，需要执行不同的造价编制办法、不同的投融资模式、不同的建设管理模式，故而造价管理具有复杂性。轨道交通项目施工中不断涌现新技术(如2号线西延线的顶管法)，新型工法无积累数据，无历史统计资料，无法采用定额系数换算法，需要测定和编制相应的补充定额。这就要求施工企业注重更新完善工程造价信息数据库。

地铁工程需要巨额投资，其资金来源以财政资金为主，具有资金回收缓慢等特点。为了城市轨道交通的可持续发展，避免国家财政资金的浪费，应对工程造价进行控制，尤其需要对显著影响总造价的费用进行关键性的控制。

4 结语

通过对南京都市圈几条地铁线路的调研，明确了都市圈内轨道交通建设规划。轨道交通的建设发展对实现南京都市圈内“一小时”通车起着至关重要的作用。南京都市圈地铁轨道交通建设工程中，要对地区的地质条件进行仔细分析，选择适合的施工技术，创新施工技术，注重工程管理，运用多层次的工程管理体系，对施工阶段各项工作进行全面管理，确保工程质量达到预期标准。