南京都市圈軌道交通工程施工工藝及管理作用

胡 馨，沙 萱，陳明芳，菅彤彤

(東南大學成賢學院，南京 210088)

本文系東南大學成賢學院大學生實踐創新訓練計劃項目“南京都市圈城際高速鐵路與城際軌道交通建設管理研究”(YCX2070)的階段成果之一

通訊作者：沙 萱(1984-)，女，碩士，講師。E-mail：x.sha@foxmail.com。

南京都市圈已成為長三角地區重要的交通門戶樞紐。南京都市圈快速發展，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過程來看，施工技術及工程管理至關重要。地鐵軌道施工中，應特別注意各管理環節的執行有效度，完善施工質量監督管理，這是南京都市圈軌道交通建設順利進行的必要條件。

1 南京都市圈地質特點

南京都市圈地形復雜多變，市區面積約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、塌陷等不良地質作用形成。南京都市圈的地質構造比較松軟，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行，施工前必須做好地質檢查，只有整個地質環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營造成危險和安全隱患。

2 南京都市圈地鐵施工典型特點與難點

針對地層中存在的古代河床、洪泛區、低丘等地質復雜多變的區域性地層條件，綜合分析考慮其周邊環境特點和經濟效益，南京城市軌道交通建設中適當運用了多種隧道施工方法，以6號線、2號線和S 6號線中典型路段為例進行介紹。

2.1 隧道施工

南京地鐵6號線明宮站，該站深達39.5 m，下穿有2號線明宮站，彼此最小垂直距離僅3.6 m(圖 1)。因地質條件復雜多變，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，工序尤為復雜。工程難度大還源于這些工法工序之間的銜接轉換多。

地鐵區間線之間一般需設置用于消防疏散的聯絡通道。2號線西延線螺塘街站至油坊橋站區間25.5 m長的聯絡通道施工中運用了頂管法，這是南京地鐵首次成功應用該技術。該施工段地質構造以泥質粉質黏土層和粉質砂層為主，地下構成復雜且地下水壓力高，施工難度較大。與傳統的以采礦法為輔的凍結法加固的修建方式相比，在該段采用機械化程度高的頂管法，能夠減少重復開挖，控制環境安全，降低施工風險。這種獨立的非開挖技術，解決了管道埋設施工對都市圈道路交通堵塞的難題。

圖1 南京地鐵6號線明宮站地下結構示意圖Fig.1 Subsurface structure diagram of Ming Palace of Subway Line 6 in Nanjing

S 6號線即寧句城際軌道，建設時存在物資運輸難度大、軌道出行區跨度大等諸多困難。為保證軌道建設有序推進，投入眾多設備設施，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，成功引進了新型混凝土鋼筋水泥自動檢修補平工藝，這也是南京地鐵建設首次采用這項新技術。這種新型被動混凝土自主修復施工技術和其他一些同類傳統被動式自修復施工方法技術相比，可以自動實時感知構件裂縫，及時檢測誘發構件礦化后的裂縫，主動進行修復礦化裂縫，使構件開裂后整塊混凝土裂縫滲透率降低，混凝土結構強度和使用耐久性得到提高，混凝土整體結構使用壽命也因此得到延長。

2.2 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、自變形混凝土罐車，簡化工序，替換傳統軌道平板車、輪軌鋪軌機、混凝土材料斗等進行鋪軌的傳統作業方式。與其他鋪軌方法相比，無軌化鋪軌施工組織更靈活，能夠節約人工、時間成本和周轉材料的使用，減輕各工序間互擾、避免設備掉軌等安全風險，提高混凝土運輸效率和攪拌質量，加快施工速度，工程質量更有保證。

南京地鐵7號線馬家園出入段線至仙新路車站左線盾構區間，全工序無軌化鋪軌試驗已經成功實現，這是我國首次真正實現全流程無軌化。使用的輪胎鋪軌機不需要依靠軌道行走，直接在軌道上運輸軌道板、鋼筋等各類材料，不需要依賴道床進行軌道排列，可自由變跨以適應不同工況，避免對隧道結構的損壞。所使用的輪胎式軌排車可不依托道床鋼軌，運送軌道板、扣配件、鋼筋及軌排，實現軌排正運-軌排倒鋪-混凝土倒筑的全工序一次性施工，有效解決無軌化運輸難點(圖2)。

圖2 可變跨輪胎鋪軌機Fig.2 Variable straddle tire track laying machine

2.3 鋼軌焊接

南京都市圈是小半徑軌道彎曲最多的區域之一，列車運行時容易產生振動噪聲和磨損。為了提高車輛運行的安全性和穩定性，都市圈采用了先進的無縫鋼軌焊接技術，主要運用移動式閃光焊，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柜產生一定的電阻熱，加熱了接觸點并使其產生飛邊，直到兩個軌道的端面完全融合，當其達到預定溫度時，由軌道焊接機進行焊接。這種先進的無縫鋼軌焊接技術可以減少鐵路線的接頭，降低因車輛與鋼軌之間摩擦迸發出來的噪音，讓車輛行進得更加平緩，使乘坐環境變得更加舒適，并能夠簡化建設過程，加快地鐵軌道建設。

3 南京都市圈地鐵施工工程管理

3.1 地鐵施工安全質量管理

工程建設質量是關系都市圈項目后續安全使用的第一要素，高水平的建設質量可為軌道交通后續運營奠定堅實基礎，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積累了一定的管理實踐經驗，根據環境條件、工期要求、預期造價、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，減少中間環節，保障質量安全。選擇新技術時，應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、地上結構物等多類結構，及車輛、電力、自動控制等設備系統，施工時會影響城市交通、周邊環境，是一個復雜的系統工程。要以信息系統支撐軌道工程建設質量安全管理工作，以系統工程的視角建立安全質量管理體系(圖3)。

圖3 軌道交通工程質量安全管理信息系統Fig.3 Quality safety management information system of rail transit project

3.2 地鐵施工造價管理

地鐵工程由多個子項工程構成，故其造價計價體系包括多個行業、不同工程類別，如軌道工程、土建工程、市政工程、安裝工程等。各類工程具有獨立性，需要執行不同的造價編制辦法、不同的投融資模式、不同的建設管理模式，故而造價管理具有復雜性。軌道交通項目施工中不斷涌現新技術(如2號線西延線的頂管法)，新型工法無積累數據，無歷史統計資料，無法采用定額系數換算法，需要測定和編制相應的補充定額。這就要求施工企業注重更新完善工程造價信息數據庫。

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。為了城市軌道交通的可持續發展，避免國家財政資金的浪費，應對工程造價進行控制，尤其需要對顯著影響總造價的費用進行關鍵性的控制。

4 結語

通過對南京都市圈幾條地鐵線路的調研，明確了都市圈內軌道交通建設規劃。軌道交通的建設發展對實現南京都市圈內“一小時”通車起著至關重要的作用。南京都市圈地鐵軌道交通建設工程中，要對地區的地質條件進行仔細分析，選擇適合的施工技術，創新施工技術，注重工程管理，運用多層次的工程管理體系，對施工階段各項工作進行全面管理，確保工程質量達到預期標準。