上海軌道交通2號線西西延伸段工程難點及技術對策

朱滬生

（上海申通地鐵集團有限公司，201103，上海∥教授級高級工程師）

上海軌道交通2號線西西延伸工程，東起2號線淞虹路站，西至青浦區徐涇鎮諸光路，全長8.58 km，設虹橋2號航站樓站、虹橋火車站站和徐涇東站等3座車站，線路全部采用地下敷設方式。該工程于2008年4月開工建設，2010年3月通過試運營基本條件評審，2010年3月16日投入試運營。其建設周期之短，開創大型復雜軌道交通項目建設之先河。

西西延伸工程是上海軌道交通2號線的重要組成部分，與既有2號線（淞虹路站——張江高科站）、2號線東延伸工程（龍陽路站——浦東國際機場站）共同構成了貫穿中心城東西方向，聯系浦東和虹橋兩大樞紐航空港的重要骨干線路。該工程為鐵路虹橋火車站及虹橋機場2號航站樓的客流提供了便捷、快速的市內交通服務，成為上海虹橋綜合交通樞紐（簡稱“虹橋樞紐”）交通中心配套工程的重要組成部分，是完善上海西部地區軌道交通線網、促進青浦徐涇地區發展的重要舉措，其經濟和社會意義十分顯著。

1 上海軌道交通2號線西西延伸工程建設難點分析

1）規劃及建設過程中協調難度大。按照虹橋樞紐的總體規劃，將引入2號線、10號線、規劃17號線和規劃20號線等4條軌道交通線路。2號線西西延伸工程的線位、站位、車站功能布局等都需要與各相關部門共同協調。在高速鐵路、機場與高速磁浮線等邊界條件基本確定的前提下，結合虹橋樞紐與其他軌道交通線的規劃和工程方案，從工程可行性、實施難度、投資成本等方面進行了分析研究。項目研究表明，2號線西西延伸工程在實施過程中的協調工作復雜、協調難度大。同時，該工程的2座車站（2號航站樓站、虹橋火車站）需結合虹橋樞紐統籌設計，同步施工；4座風井處于機場控制區范圍內，規劃設計與施工的協調統一至關重要。

2）影響因素多，建設工期緊。虹橋樞紐工程作為2010年上海世博會交通配套重要項目，必須確保在世博會前投入使用。2號線于2008年3月底土建開工，計劃于2010年上海世博會前通車試運營。根據節點計劃要求，要滿足虹橋樞紐總體工期要求，2號線西西延伸工程從土建施工開始到通車試運營的整個工期約2年，建設任務繁重。由于施工期間虹橋樞紐地區交通不便、工作井施工限制要求高、樞紐內4個工作井盾構施工相互影響、施工作業密集等因素，尤其是為不影響機場新建的停機坪和滑行道，在虹橋機場內的盾構施工必須放緩掘進速度。這些因素使得建設工期十分緊張。

3）既有線與延伸線的系統銜接工程復雜。西西延伸工程作為既有2號線的延伸線，首先要解決延伸線系統的擴容和兼容問題，特別是供電、通信、信號、控制中心等系統的擴容和兼容問題，全線需統籌考慮；同時，又要在既有線不停運的情況下進行聯調調試，時間緊、風險大，必須采取科學措施，制定詳細周密可行的施工方案和應急預案，在保證工程進度和既有線運營安全的前提下，按時完成各專業設備的駁接施工。

4）穿越機場控制區風險突出。西西延伸工程的淞虹路站——虹橋2號航站樓站的區間隧道位于虹橋樞紐內，盾構機要依次穿越建設中的虹橋機場滑行道、停機坪和已建成的西航站樓。盾構機從虹橋機場飛行區地下穿越是一個嶄新而富有挑戰性的難題，國內外類似工程較少且部分機場在機場運營條件下實施地下穿越工程發生過安全事故。因此，各機場對運營條件下實施地下穿越工程都非常慎重。由于機場飛行區的特殊性及其嚴格的安全控制要求，在進行盾構機穿越飛行區地下的工程施工時，一般不能中止機場跑道的正常運營，不能對現有設施造成較大的影響，所以施工技術難度相當大，風險控制要求高，風險控制難度巨大。

2 上海軌道交通2號線西西延伸工程的施工瓶頸及解決方案

通過對上海軌道交通2號線西西延伸工程的特點和難點的分析，列出了施工過程中必須要及時破解的六大施工瓶頸。在相關各方的支持、配合下，在施工過程中采取了有力的協調機制，精心籌劃，攻堅克難，六大施工瓶頸問題被一一及時化解。

1）調整盾構推進方案。在原定的盾構推進方案中，4號井為始發井。此方案存在兩大弊端：一是須等4號井土建結構施工完成后（大約需要六七個月工期）才能實施盾構推進作業；二是4號井正處于航空港限高處，要求各類施工作業面高度不得超過12m，因此，有些盾構吊裝作業必須放在晚間停航后實施，工期將大大延誤。經多次現場實地踏勘、調查，經設計方面同意，果斷地實施了將淞虹路站原預留盾構接受吊裝井調整為始發井的方案。這一方案僅須搬遷2根小徑管線，占用一股非機車道即可實施（該處交通流量不大）。盾構推進方案的調整，是確保2號線西西延伸段與虹橋樞紐站同步開通的關鍵一步，整個工期大為縮短，至少贏得了寶貴的5個月工期。僅通過這一施工方案調整就掌握了整個局面，全盤皆活，為整個工程開通奠定了有力基礎。

2）調整4號工作井圍護結構施工工藝方案。在原設計中，4號井為盾構出發井，同時兼顧中間通風與排水。4號井所在區域的航空限高為12m以下，而原設計中4號井圍護結構為鉆孔樁加旋噴止水帷幕，尺寸為23m×17m，深度達22m，樁長插入深度為40m左右。若按原定方案施工，不僅工期長，且因限高條件受制，施工難度大。經論證后決定4號井圍護結構采用鉆孔咬合樁。但該施工工藝在上海地區使用不廣泛，且樁與樁之間咬合閉環要求高。在施工中，工程施工方采用了加深道墻、鋼套護管、精確定位等施工工藝；同時，還會同設計方調整了線路縱坡，將原開挖深度從22m降為17m，不僅節約了成本，也大大縮短了工期，更滿足了航空港施工限高要求。

3）調整鋪軌基地，優化3號風井設計方案。在原方案中，把3號風井作為鋪軌基地，以致該井的設計長度超過25m，而且必須等其全部建成、區間貫通后方能發揮鋪軌基地作用。在對方案重新研究后，制定了3號風井的優化方案：將北翟路車輛段工務場地略做場地硬化處理后作為主要鋪軌基地，將3號風井調整為軌排散鋪之用，并縮小原設計尺寸，僅滿足盾構吊裝之用即可。采用優化方案后，不僅為鋪軌創造了有利條件，也提升了3號風井的工作效率，節省了工程造價。

4）顧全大局，想方設法滿足虹橋樞紐站的地下空間開發需要。在原方案中，徐涇東至虹橋2號航站樓區間的盾構接受井直接推至虹橋2號航站樓站。為了顧全虹橋樞紐站地下空間開發要求，提出了在開發空間外掛專用盾構接受井的方案。該方案得到了設計方的認可。該方案從決策到設計再到施工單位進場，僅用了2個月時間，不僅滿足了盾構施工的要求，也滿足了虹橋樞紐地下開發的需求，大大提升了效率，取得了雙贏。

5）優化徐涇東站設計，強化施工安全管理。徐涇東站是2號線西西延伸段的重點折返站，原設計規模長達596m，規劃設計了15個出入口，車站東端頭井為盾構始發井。該車站能否如期完工已成為整個項目的關鍵節點。通過與信號、通信以及行車管理等方面專家會商，仔細分析各種技術工況，并征得USS供應商同意，對徐涇東站的設計作了調整：首先，優化車站原設計長度，從596m縮短到564m。這32m車站長度的縮短不僅降低了工程造價，也解決了諸光路路面翻交管線搬遷等問題，有利于工程進度。其次，分期建設出入口，先建成5個出入口，保證開通運營需求，其余出入口與開發相結合，先作規劃上預留。此外，針對該車站環境特點，在施工中，分成A與B兩個坑開挖，加大設備與人力的投入，加大變形監控的力度，充分利用時空效應的原理，邊挖邊撐，控制開挖縱坡，控制結構拆模的時間，在保證質量前提下提升工效。整個車站從成槽到主體結構完成，僅用了15個月，為鋪軌和設備安裝創造了良好的條件。

6）科學論證，精心組織，確保盾構區間成功穿越機場跑道。在設計方案中，從淞虹路至虹橋1號航站樓的盾構區間全長為5.3km，在機場跑道區頂端、滑行道、停機坪以及機場專用通信電力等重要管線的地方設置了4個盾構通風工作井。

虹橋機場方提出，盾構工作井施工期間必須達到國際民航機場附件14的規定，即跑道的變形曲率不得大于1／30 000的標準。據悉，在機場開放時下方有盾構施工的案例，世界上只有瑞士、英國等少數國家有。業主方會同設計方、施工方和機場集團等單位，組成攻關課題組，對其中的關鍵技術指標展開科學論證并形成處置意見：①穿越運營中機場的地下施工方法；②沉降控制監測與控制方法；③埋設深度的考量；④盾構機穿越機場跑道時的時機選擇；⑤安全方案。

為了確保盾構施工時安全穿越機場下方，組織施工單位會同相關各方精心考慮，周密安排。在盾構推進參數、盾構本體注漿、同步注漿、二次補漿，以及后期補漿、沉降監測等方面做了具體部署，并落實到監理以及機場集團的有關負責人。尤其對盾構推進時的土層損失率做了硬性規定（＜0.003），并且請機場集團委托第三方做沉降監測與現場監管。經過各方配合，在機場范圍內的6臺盾構機的推進作業完全達到事先設定的控制指標，比較好地完成了工程項目，同時也為以后類似的項目積累了一定的經驗。

3 結語

通過上海軌道交通2號線西西延伸工程的建設實踐，認為在復雜環境下開展軌道交通的建設，一是需要加大前期工作的深度，穩定線站位方案，這是工程順利建設的前提。二是重視工程籌劃的可實施性與靈活性，特別是與其他市政基礎設施同步實施時，應厘清目標責任、接口關系和建設時序。三是強化工程管理職能，充分調動設計、施工各方的積極性，在設計優化和施工組織方面攻堅克難。四是及時預判工程難點，依靠科技手段解決重大技術難題。五是必須在堅持確保工程質量與安全的前提下，抓好工程節點的推進，落實工程責任制，及時幫助協調解決施工單位的矛盾與困難，要深入一線，靠前指揮，掌握實情，善于決策；同時要善于調動施工單位抓工程節點的主動性，適度加壓，合理調度，強化投入，努力做到“質量要保，工期不拖”。六是在攻克工程瓶頸的同時，必須注重統籌兼顧各系統各專業的工程全面推進，合理安排好交叉專業的時間與空間，尤其是要保證信號與車輛的聯調工作。上海軌道交通2號線西西延伸段既涉及到自身新建線路的聯調，更涉及到“6改8”車輛，以及新購車輛的接口協調，必須給信號聯調留足時間，使之滿足運營的需求。在當前我國城市軌道交通建設快速發展時期，上海軌道交通2號線西西延伸工程建設的相關經驗，可供國內其他城市借鑒，共同探索建設安全、可靠和高效的城市軌道交通。