城市軌道交通地下工程前期工作要點研究

錢棟棟，曹樹森，鐘祖良

（1.中車智能交通工程技術(shù)有限公司、江蘇中車城市發(fā)展有限公司，江蘇 無錫 214000；2.中車建設(shè)工程有限公司、臺州臺中軌道交通有限公司，浙江 臺州 318000；3.重慶大學(xué)，重慶 400044）

0 引言

經(jīng)過多年實踐，許多城市軌道交通投資已經(jīng)控制在概算范圍內(nèi)，車站土建施工工期也已控制在24 個月內(nèi)。然而，現(xiàn)影響造價指標(biāo)最大的因素還是前期工程費用，其在總投資中所占的比重從7% 增加到30% 不等，其經(jīng)濟指標(biāo)已從前幾年的0.4 億/km 正線提高到現(xiàn)在約1.8 億/km 正線，甚至更高。該臨時交通組織及管線搬遷工程需在大規(guī)模房屋動拆遷結(jié)束后進行，是主體工程開工的主要制約條件之一。若前期工程進度脫節(jié)，將造成主體工程土建施工工期大大延期并帶來工程費用及實施難度的增加，這也使得該項工作的重要性愈加凸顯，且工作難度隨之增加。

本文主要針對臨時交通組織及管線搬遷前期項目，從縮短工期、節(jié)約費用、規(guī)范管理的角度出發(fā)，分析城市軌道交通以往的實際工程案例，以期總結(jié)出相關(guān)的經(jīng)驗，為項目前期的工作開展提供參考。

1 地下工程與道路關(guān)系分類及其特點

地下工程主要包括地下車站（含淺埋暗挖出入場線）及地下區(qū)間兩類。地下車站僅針對標(biāo)準(zhǔn)車站，其前期工程主要涉及臨時交通組織及管線搬遷。地下?lián)Q乘車站由于體量較大，一般需做特殊前期工程組織設(shè)計；地下區(qū)間如走行于道路下則可能涉及到區(qū)間范圍內(nèi)的橋樁托換、管線搬遷，如上海9 號線桂林路—宜山路區(qū)間宜山路橋改建前期工程、10 號線四平路改建沙涇港橋工程等，類似前期工作有很多案例，不再詳述。具體的分類方法有很多，此處將上海地鐵的標(biāo)準(zhǔn)站進行統(tǒng)計，詳細分類可參考表1：

表1 車站類型

2 交通疏解及管線處置方法

2.1 常規(guī)方法

2.1.1 路側(cè)型車站

路側(cè)型車站由于侵占道路紅線范圍，工程規(guī)模較小，一般只需采取局部道路路幅調(diào)整及管線原位保護措施，就能滿足前期工作要求。地下盾構(gòu)區(qū)間，由于其與橋樁托換改建可通過設(shè)計及合理工程籌劃錯開施工，因此受前期工程影響也較小。受前期工程工期影響較大的為路中型及跨路型地下車站，或者處于交叉口路段的車站。

2.1.2 路中型地下車站

該類型地下車站一般費時較長，大多采用區(qū)域交通組織，管線往往需臨時遷移至路側(cè)或附近道路，或者人行道，前期工程準(zhǔn)備期需要大約8 個月時間。如4 號線在徐匯區(qū)走行于零陵路主干道下，采取了封路施工，進行了大規(guī)模的相關(guān)道路改建拓寬工程，耗時近1 年。10 號線上海交通大學(xué)站位于淮海西路近華山路口西側(cè)，由于周邊高層建筑和保護建筑眾多，距離間隔近、保護要求高，采取了20 個月的封路施工。該類車站前期協(xié)調(diào)工作難度高、對周邊通行環(huán)境影響大，其前期工作要統(tǒng)籌，方案要細化，實施要精細。

2.1.3 跨路型地下車站

一般至少需要2 階段前期搬遷，部分車站在施工中甚至需采用3 階段搬遷。具體階段有，首次管線搬遷需6 個月左右的工期，而2 階段、3 階段交通組織及管線回搬則需要3 個月左右的工期，對車站主體施工影響較大，所需費用也較高。如4 號線宜山路車站，車站全長489 米沿凱旋路騎跨宜山路布置，采取2 階段翻交方法，第1 階段的凱旋路φ1460 下水管遷移工程就耗時近8 個月，其他重要管線的搬遷也耗時較長，前期工作占用了較多的工期。

3 交通組織及管線處置新方法

車站等地下工程目前主要采用明挖法、暗挖法。明挖法施工會長期干擾交通、影響市容環(huán)境，繁華街區(qū)不宜使用；暗挖法施工一般工期較長，施工條件惡劣且風(fēng)險大、造價高，只在特殊情況下應(yīng)用。結(jié)合管線原位保護、矩形盾構(gòu)及管棚法工藝已在車站主體結(jié)構(gòu)施工及出入口中得到了實際應(yīng)用。

3.1 蓋挖法

蓋挖施工方法一般先修筑地下結(jié)構(gòu)的頂板或臨時路面蓋板，后在頂板或臨時路面蓋板的遮護下安全順利地修建地下結(jié)構(gòu)其他部分，其對道路交通影響時間短，管線原則上采取懸吊原位保護方法。上海7 號線常熟路站位于丁字路口交通要道，通過鋼蓋板臨時路面蓋板系統(tǒng)，實現(xiàn)了道路“借一還一”，保證原交通通行流量，并減少管線搬遷次數(shù)及加快車站施工的目標(biāo)。

3.2 矩形頂管法及管棚法

采用小型矩形頂管法，可實施車站過街通道，優(yōu)點在于滿足不同尺寸矩形通道施工的需要，用于中、長遠矩形隧道的施工，對周邊環(huán)境和地下管線影響比較小，如上海4 號線浦電路車站得到實際應(yīng)用。

管棚法適用于軟弱圍巖隧道施工，在隧道開挖之前沿隧道開挖面前方外輪廓，以一定縱向間隔與隧道平行鉆孔插入鋼管，再從插入鋼管內(nèi)壓注充填水泥漿或砂漿，形成交界，增加鋼管外圍巖的抗剪強度，并使鋼管與圍巖一體化，由管棚和圍巖構(gòu)成棚架體系，形成超前支護，該工法已在上海6 號線浦三路車站出入口施工中得到實際應(yīng)用。比較而言，矩形頂管法的風(fēng)險較小、較適合長距離出入口過街施工；管棚法風(fēng)險相對較大、適合短距離、小體量出入口施工。工藝的選擇應(yīng)結(jié)合實際、地質(zhì)條件、交通、地下管線等情況綜合研判，合理選用。

3.3 橋樁托換方法

對于盾構(gòu)區(qū)間穿越橋樁，過去施工時采取臨時制作便橋、拆橋擴建等費時費力的方法，例如上海10 號線河南路橋改建。根據(jù)盾構(gòu)刀盤與橋樁的空間關(guān)系，可采取橋樁局部托換及加固、直接用特殊設(shè)計刀盤部分切削橋梁樁基的施工方法，方案擬在10 號線虹橋路、四平路穿越橋樁時采取盾構(gòu)切削樁基方法，以避免拆橋改建帶來的前期影響問題，切削過程中應(yīng)注意樁基切削過程中的走動、移位、轉(zhuǎn)動等不利工況對周邊地層的影響。

3.4 管線原位保護

類似低壓電力管線、多孔通信光纜等公用管線，由于管徑小、無剛性接頭、允許彎曲變形等特點，可采取原位保護方法。4 號線出入場線工程在橫跨宜山路口施工時，對道路兩側(cè)的3.5kV電纜、24 孔電信光纜采取了鋼橋全包原位保護方法，大大加快了施工進度并有效降低管線搬遷費用。

4 項目管理要點

4.1 項目管理機構(gòu)設(shè)置

交通組織與管線施工單位一般來源于交通主管部門和行業(yè)主管單位，臨時市政配套工程施工隊伍往往由業(yè)主單位通過非招標(biāo)方式指定。其管理要點有所區(qū)別，以某車站前期項目管理部為例，項目組織關(guān)系設(shè)置如圖1 所示：

4.2 協(xié)調(diào)主要內(nèi)容

前期工程涉及公用事業(yè)、綠化、水務(wù)等諸多方面，業(yè)主需在市政配套單位的協(xié)助下進行統(tǒng)一的組織協(xié)調(diào)，明確各管線間的接口關(guān)系、定期召開進度協(xié)調(diào)會，落實施工安排，跟蹤計劃的實施情況。

4.2.1 道路邊線及管位

由市政配套單位負責(zé)開樣溝并調(diào)查核實既有管線數(shù)量及位置，并對改移管位及埋深進行設(shè)計復(fù)核，確保有足夠的空間可以賦存所有搬遷管線。地下工程主體施工單位需注意確認復(fù)核道路邊線位置、原位保護管線管位及埋深，其中臨時封堵墻（作為管線或交通疏解的輔助手段）的設(shè)置為協(xié)調(diào)的重點所在。

4.2.2 工序及工期

由業(yè)主召集各方對臨時交通組織及管線搬遷計劃進行協(xié)調(diào)，在實施期間由市政配套單位進行現(xiàn)場管理，按照先深后淺的原則安排各管線進場，并按計劃跟蹤實際進度。一般來講，管線搬遷費時較長的項目為11 萬伏電纜、φ1460 下水管、φ500 上水及煤氣管等大型公用管線，由于搬遷往往涉及周邊諸多的單位及居民用戶，還需避開使用高峰時間段進行施工，需早作協(xié)調(diào)以免影響主體工程開工計劃。例如，11 萬伏及以上超高壓線路搬遷（包含地下管線及地上高壓線路），需提前至少6 個月向電力主管單位申請，確認停電計劃、管線搬遷方案及監(jiān)護方案，還需錯開每年7 月～10 月的“迎峰度夏”才可獲批復(fù)以免影響工期；排水管線搬遷，如涉及水系調(diào)整還需避開每年的汛期。

4.2.3 辦證

按照規(guī)定，由業(yè)主出面、市政配套單位配合，統(tǒng)一辦理包括掘路執(zhí)照、管線綠卡及監(jiān)護卡、出土許可及夜間施工許可等相關(guān)施工證照。

4.3 施工期間的監(jiān)護

除了常規(guī)的市政道路監(jiān)護養(yǎng)護之外，還需重點做好大型管線、主體結(jié)構(gòu)原位保護管線的日常監(jiān)護工作及應(yīng)急管理預(yù)案，由前期項目監(jiān)理單位配合相關(guān)的公用事業(yè)主管單位進行，根據(jù)監(jiān)測點位管線變形數(shù)據(jù)、加強現(xiàn)場旁站監(jiān)督管理，定期組織管線協(xié)調(diào)會，嚴(yán)防管線重大事故發(fā)生。

5 結(jié)語

隨著人們生活水平的提高、環(huán)保和法治意識的增強，以及城市交通的高速發(fā)展，地下工程臨時交通組織及管線搬遷協(xié)調(diào)難度、所需時間、所耗費用已呈逐年上升趨勢，將對軌道交通主體工程的實施帶來越來越大的影響。從規(guī)劃源頭提高選線的合理性，在設(shè)計階段優(yōu)化車站建筑布置、縮小大開挖面積、減少外掛附屬結(jié)構(gòu)體量，在施工階段采用盾構(gòu)法施工車站等非開挖施工技術(shù)應(yīng)用等，是降低前期工程規(guī)模及施工難度的根本所在。

此外，在工程方案優(yōu)化的基礎(chǔ)上，實施過程中還需做好統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，加強現(xiàn)場監(jiān)管，做好實施性應(yīng)急預(yù)案，力爭過程受控，工程安全順利實施，實現(xiàn)工程總體目標(biāo)。