城市熱門區(qū)域地鐵線路工程工期控制研究

郭力

(北京市軌道交通建設(shè)管理有限公司 北京 100068)

隨著城市軌道交通“新基建”的快速發(fā)展，及市民對美好便捷快速出行的需求愈發(fā)強烈，同時城市地鐵工程伴隨著施工難度大，工程風(fēng)險高的特點，如何做好城市熱門區(qū)域地鐵工程工期計劃管理顯得愈發(fā)重要。付慶文[1]等人對石家莊地鐵1 號線一期工程地鐵建設(shè)工期計劃管理中指出分解和落實好計劃管理能使現(xiàn)場管理更加有效率，在參建各方取得雙贏局面。劉翔[2]等人指出地鐵項目規(guī)模大、實施復(fù)雜，通過會議制度、信息文件、外聯(lián)工作等方法能有效促進(jìn)計劃完成和目標(biāo)的實現(xiàn)。丁修恒[3]以武漢盾構(gòu)項目為例指出信息收集、分析及反饋在工期管理手段的重要作用，科學(xué)合理的計劃能確定項目的關(guān)鍵線路，進(jìn)行動態(tài)優(yōu)化和調(diào)整。

1 線路概況

北京地鐵27 號線二期（昌平線南延）工程連接既有昌平線與9 號線，共同組成一條中心城西部南北方向軌道交通工程骨干線路，是中心城的加密線。全長12.6 km，線路沿西二旗站至薊門橋站，主要路段位于學(xué)院路繁華區(qū)域，沿線企業(yè)、學(xué)校、社區(qū)眾多，沿線各站主要穿過地層為的粉砂土、卵石、圓礫層。穿越橋樁、河湖、管線、既有地鐵等重難點風(fēng)險源。

2 主要工法工期研究

2.1 車站工法

地鐵工程常見工法為明挖法、暗挖法、盾構(gòu)法等[4]。一般車站規(guī)劃的地理位置和相應(yīng)的建筑類型取決于線路的形式，同時在確定每座車站位置和建筑類型時要考慮到受諸多物理和經(jīng)濟因素影響的相互作用過程，如沿線可用空間、周邊規(guī)劃情況、投資情況及線路需求等情況。

對車站工程，在城市熱門區(qū)域多采用暗挖法施工，暗挖法一般采用超前措施加固圍巖，提升圍巖的承載能力，開挖后要及時封閉成環(huán)，使支撐結(jié)構(gòu)與圍巖共同形成聯(lián)合支護(hù)體系，同時加強監(jiān)控量測，從而有效抑制圍巖過大變形的綜合施工技術(shù)。隨著近十幾年來北京地鐵工程的大規(guī)模建設(shè)，地下車站淺埋暗挖法施工技術(shù)得到較大發(fā)展，北京地鐵6號線、7號線、8號線、3號線、17號線、19號線、昌南線等有較多車站采用暗挖法施工，相關(guān)情況如表1 所示。且在工法和斷面型式上比以往有所突破和創(chuàng)新，通過高質(zhì)量的施工控制措施，能有利得控制地面沉降，減少對地面交通的影響。常規(guī)地下暗挖車站施工工期約22～28個月。

表1 車站工法統(tǒng)計表

而在地鐵施工中，在地面交通和場地條件允許的時候，明挖法優(yōu)勢更加明顯，應(yīng)優(yōu)先采用，主要是施工作業(yè)面較為開闊，工效利用好、工期籌劃強；施工技術(shù)成熟，安全質(zhì)量更易保證；施工降水、排水容易。結(jié)構(gòu)防水工藝簡單，質(zhì)量可靠；結(jié)合地面工程改造及開發(fā)，其綜合工程造價優(yōu)勢顯著；施工期間對周圍環(huán)境或道路交通影響大，氣象條件對施工有一定程度的影響；需拆遷房屋和地下管線；施工過程中須采取措施控制基坑變形及其周圍地面沉降。常規(guī)地下明挖車站施工工期約12～18個月。

2.2 區(qū)間工法

根據(jù)昌平線南延工程沿線工程情況，該工程可分為西二旗站（不含）至學(xué)清路站區(qū)段，學(xué)清路站（不含）至終點區(qū)段兩段。區(qū)間采用的工法一般為盾構(gòu)法或者暗挖法。

西二旗站（不含）至六道口站（不含）：該區(qū)段以明挖車站及盾構(gòu)區(qū)間施工為主，完成情況如圖1 所示。該段區(qū)間大部分為盾構(gòu)區(qū)間，考慮工期相對較短，每段區(qū)間均安排2臺盾構(gòu)機分別實施左右線。

圖1 盾構(gòu)區(qū)間

六道口站至終點區(qū)段：該區(qū)段車站、區(qū)間施工均采用礦山法，如圖2所示。該段周邊均為教育、科研及居住用地，并以實現(xiàn)規(guī)劃，施工場地十分受限，占地難度極大。施工進(jìn)出車輛與周邊社會車輛干擾嚴(yán)重，出土進(jìn)料十分困難。暗挖法施工為主，極大地增加了工程的施工難度，同時帶來的施工工期的不確定性成為昌平線南延工程的關(guān)鍵性控制節(jié)點。

圖2 暗挖區(qū)間

3 計劃實施案例分析

3.1 案例主要特點

昌平線南延工程主要工程包括周邊環(huán)境復(fù)雜的車站、軌道鋪設(shè)、供電等系統(tǒng)安裝調(diào)試、工程系統(tǒng)聯(lián)動調(diào)試等，其中重點在學(xué)清路以南的暗挖車站：六道口與既有15號線六道口站換乘周邊場地條件緊張，需通過拆遷或大量占用現(xiàn)狀道路資源才能完成施工進(jìn)場，且周邊居住眾多，實施難度較大。在地面資源異常緊張的情況下，通過優(yōu)化豎井?dāng)?shù)量、壓縮罩棚占地面積、優(yōu)化場地內(nèi)豎向空間多元化利用、增加場地內(nèi)機械化覆蓋作業(yè)等方式，基本實現(xiàn)了狹窄場地施工快速推進(jìn)的目標(biāo)。西土城站與既有10號西土城站換乘，10號線為端廳車站，兩站的換乘關(guān)系是本站研究終點，項目實施過程中采用東側(cè)、西側(cè)換乘通道施工，增加換乘便利性；薊門橋站為同期的12號線換乘車站，兩站均為暗挖法施工，換乘節(jié)點同期實施難度極大，需充分考慮同期的施工相互干擾問題。同時上述車站周邊環(huán)境復(fù)雜，外部不確定因素較多，在設(shè)計、實施過程中須高度重視，要在充分比較的同時，盡快確定方案，以保證設(shè)計進(jìn)度順利進(jìn)行，工程按期開工。做到未雨綢繆，從工程技術(shù)角度，盡可能減少意外因素影響工程建設(shè)順利進(jìn)行。及時圓滿完成車輛、設(shè)備選型，經(jīng)深入細(xì)致研究，確保各系統(tǒng)配套良好，選擇經(jīng)驗豐富的優(yōu)秀施工單位，保障設(shè)備系統(tǒng)安裝調(diào)試工程質(zhì)量，從而保證工程系統(tǒng)聯(lián)動調(diào)試順利及早完成，對項目總工期有重要保證作用。

3.1.1 車站工程

小營西路站、六道口站、學(xué)院路站、西土城站和薊門橋站周邊建設(shè)環(huán)境和地下管線復(fù)雜，采用暗挖方案，施工工期較長，其中六道口站、西土城站和薊門橋站與既有線換乘且周圍多為商業(yè)中心、高校、科研院所及政府部門，施工場地受限制因素較多，施工風(fēng)險及施工難度較大。施工應(yīng)盡可能減少對地面交通、商業(yè)等方面的干擾，減少施工占地，如優(yōu)化豎井布置、減少前期工作。應(yīng)詳細(xì)、全面地調(diào)查清楚車站施工影響范圍內(nèi)的各種管線類型、規(guī)格、標(biāo)準(zhǔn)等技術(shù)資料，與管線產(chǎn)權(quán)單位協(xié)商，落實切實可行的管線改移方案。應(yīng)詳細(xì)、全面地調(diào)查清楚周邊建筑的結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)等技術(shù)資料，與交管部門密切協(xié)調(diào)，落實切實可行的交通疏解方案。與車站所屬地塊的產(chǎn)權(quán)單位協(xié)調(diào)，落實臨時占地、永久占地及商業(yè)補償?shù)确桨浮Ｔ谏鲜龌A(chǔ)上，對安全、技術(shù)、經(jīng)濟等多方案進(jìn)行綜合比較分析，確定最優(yōu)的設(shè)計、施工方案。

該工程小營西路站、六道口站、學(xué)院路站、西土城站和薊門橋站周邊居民區(qū)密集，車站采用全暗挖施工，道路下方市政管線密布，施工豎井場地條件受限，施工工期較長。

3.1.2 區(qū)間工程

區(qū)間線路施工一般為暗挖法或者盾構(gòu)法，若受場地制約等原因，只能采取施工機械化率較低的暗挖法；學(xué)清路以北區(qū)間盾構(gòu)法施工條件較好，使用盾構(gòu)法施工。由于礦山法區(qū)間同車站同期開工，并能早于相鄰車站完成，但盾構(gòu)區(qū)間由于在車站進(jìn)行始發(fā)或接收的問題往往制約工期，因此盾構(gòu)推進(jìn)在該工程施工中起著決定性的作用，由于盾構(gòu)需要采購運輸?shù)葐栴}，所以要提早進(jìn)行招標(biāo)工作，滿足工程的需要。全線的盾構(gòu)施工順序安排是否合理，如何控制盾構(gòu)機的數(shù)量、最大程度發(fā)揮盾構(gòu)的潛力，對整個工程的工程進(jìn)度、工程造價，均起到關(guān)鍵性的控制作用。盾構(gòu)推進(jìn)的距離的均衡與否，會對盾構(gòu)的能力發(fā)揮及使用壽命均造成很大影響。因此，要充分考慮到盾構(gòu)推進(jìn)的距離及施工順序的合理安排，其始發(fā)、過站、調(diào)頭、接收等方面要綜合考慮，往往會造成車站的規(guī)模加大，并對車站施工造成很大的影響。盾構(gòu)施工順序安排將涉及到相關(guān)車站的開、竣工時間，是控制全線貫通最為重要的因素，其推進(jìn)順序安排的合理與否將直接影響到采用盾構(gòu)機的數(shù)量、全線的進(jìn)度和工程造價。綜合考慮盾構(gòu)機掘進(jìn)的進(jìn)度，盾構(gòu)機掘進(jìn)的最佳經(jīng)濟長度，盾構(gòu)機的始發(fā)、接收的條件，過站與調(diào)頭的比較，使之轉(zhuǎn)場次數(shù)最少、距離最小，最終滿足工程總工期的安排。

3.2 主要計劃方式

在昌平線南延工程中主要的計劃執(zhí)行方式有綜合計劃、一級節(jié)點計劃及專項計劃等。綜合計劃貫穿項目中標(biāo)到竣工驗收等階段，涉及計劃落實、自檢、分析及評價的全過程。一般可涵蓋項目前期工作、規(guī)劃設(shè)計工作、招投標(biāo)工作及施工階段工作等[5-7]。

一級節(jié)點一般原則上編制一次，一般用于指導(dǎo)通車目標(biāo)的實現(xiàn)。昌平線南延工程全線約30 塊場地的前期情況各不相同，涉及到不同產(chǎn)權(quán)，以至于正式開工時間的難以預(yù)測。在全線各處工點均已開工建設(shè)時，或者具備可預(yù)期的通車條件下，一級節(jié)點工作起到了關(guān)鍵作用。一級節(jié)點計劃包含通車試運營時間、運營進(jìn)駐臨管、工程驗收、動車調(diào)試、外電源、給排水、鋪軌工程、車站裝修及設(shè)備安裝工程、洞通時間、規(guī)劃和招標(biāo)工作等內(nèi)容，全方位涵蓋了通車前的各項工作內(nèi)容。建設(shè)單位在編制完成一級節(jié)點計劃時及時啟動二級節(jié)點計劃的編制，確保及時延伸到施工一線，確保覆蓋到各工點、各階段[8-9]。

另外，在工程施工過程中編制的一系列專項計劃，如月計劃、附屬結(jié)構(gòu)計劃、聯(lián)絡(luò)通道計劃、驗收計劃等。與綜合計劃、一級節(jié)點計劃、二級節(jié)點計劃成為彼此補充的關(guān)鍵要素[10-12]。

4 結(jié)語

地鐵工程建設(shè)難度大，社會關(guān)注度高，計劃管理作為建設(shè)管理的龍頭重要性更加凸顯，各類型的計劃工作彼此補充，成為管理工作的指引性提示性文件。昌平線南延工程在歷經(jīng)前期進(jìn)場難、降水方案變化等因素影響，目前已編制完成通車前的各項計劃，前期各項工作的制約影響均已解決，項目結(jié)構(gòu)施工計劃制訂執(zhí)行有效嚴(yán)謹(jǐn)，計劃管理在工程實施中起到了重要作用。