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郑州地铁2号线工程重难点分析及对策王连山（中铁隧道股份有限公司450001）摘要：郑州地铁2号线计划于2010年6月16日开工建设，项目采用施工总承包模式。前期工程策划对工程重难点进行了分析，并制定相应措施，为下步的工期计划及资源配置提供技术支持。关键词：地铁重难点对策郑州地铁2号线一期工程计划于2010年6月16日开工建设，为保证项目的顺利实施，在前期策划阶段，对项目的重难点进行了分析，并提出了相应的对策。1、工程概况郑州地铁2号线工程起于天山路，止于站马屯。途径开元路、郑花路、花园路、紫荆山路、花寨路。全长27.6km，全线共设车站21座，车辆段一处，停车场一处，控制中心与1号线合建，并在1号线实施土建工程，预留条件，根据线网建设规划，2号线分两期实施。先期实施的一期工程为广播台站～向阳路站，线路长约18.27km，均为地下线，设车站15座（其中紫荆山车站已与1号线统一设计、施工），设车辆段一处。地下车站主要采用明挖法、盖挖法、半盖挖法施工，区间一般主要采用盾构法，其中紫金山~东大街区间正线左线有矿山、明挖（1000连续墙围护）和盾构三种工法施工。2、工程特点2.1地铁2号线采用施工总承包模式郑州地铁2号线一期工程是郑州市轨道交通第一次采用施工总承包模式，对规划的3~6号地铁线建设有着借鉴及影响力。施工总承包模式可有利于施工的整体统筹安排，能有效地对质量、成本、进度进行综合控制，提高工程建设水平，并可通过资源内部调配、施工衔接缩短建设总工期，降低工程投资，使企业达到利润最大化。2.2郑州地铁2号线是城市南北向地铁主干线郑州地铁2号线一期工程贯穿城市南北发展轴，覆盖城市北向放射客流走廊和西南放射客流走廊，联系惠济片区、金水中原片区、中原二七片区，为核心区与北部地区、西南部地区提供快速联系，引导促进惠济片区和城市南部地区的发展，向南北方向拓展城市空间。根据郑州市城市轨道交通规划，地铁2号线在国基路与规划地铁4号线换乘，在农业路及航海东路站与规划5号线换乘，在紫金山站与在建的地铁1号线换乘，在东大街站与规划的地铁3号线换乘，在陇海东路与规划的地铁6号线换乘。2.3沿线周边环境复杂，拆迁难度大2号线穿越城市南北向主干道，交通疏解难度大，部分车站需采取半盖挖倒边施工。地面建筑物、构筑物、管线多，高楼林立，地面沉降控制要求严。线路下穿北环立交、紫金山立交、110KV电力隧道等，需严格保证周边建筑安全，地面交通流量大，地下管线密集，部分出入口需与农科院、银行、粮食厅、公交公司、市政等单位协调占用施工场地，施工组织、拆迁协调难度相当大。车站场地条件分析如下：序号车站名称交通疏解管线改迁园林拆改房屋拆迁施工场地综合评价1广播台站易易一般易好条件较好2新龙路站易难易易好条件一般3国基路站一般难易易一般条件一般4北环路站难一般易一般差条件一般5东风路站易一般一般一般一般条件一般6农业路站难难易难差条件困难7黄河路站难难易难差条件困难8紫荆山站//////9东大街站难难易难差条件困难10陇海东路站难一般易难一般条件一般11帆布厂街站一般一般易易一般条件一般12航海东路站一般一般易难一般条件一般13长江路站一般易一般一般好条件较好14南环路站难难一般一般一般条件困难15向阳路站易一般易难好条件较好2.4工程施工采用了明挖法、盖挖法、半盖挖法、盾构法、矿山法等多种施工工法线路经由多条城市主要交通干道，沿线交通流量大、建筑密集。花园路、紫金山路贯穿城市南北，是郑州市交通主干道，东风路、农业路、黄河路、陇海路、航海路、南环路均为城市东西交通干道。黄河路、东大街受此影响，需采用半盖挖法施工；区间隧道为了控制建筑物、管线、铁路等构筑物沉降，采用盾构法施工，其中紫金山~东大街区间正线左线有矿山、明挖（1000连续墙围护）和盾构三种工法施工，右线仅盾构法，联络线区间有明挖和矿山两种工法。2.5线路地下水位北高南低线路一期工程起点站广播台站位于线路最北侧，地下水位平均标高84.4米，埋深约3.2米。终点站向阳路站水位标高为99.03~100.08m，埋深在地表下16.00~19.00m处。由于北南向水力坡降约为1‰，广播台站根据工可专家评审意见，采用了三轴SMW搅拌桩连续墙止水结构，向阳路站设计为无水基坑开挖。3、工程重难点分析及对策3.1项目前期策划、准备工作是重点2号线一期工程全线长约18.27km，包括车站、区间、车辆段等，工期紧，任务量非常大。总工期目标暂定为2010年6月16日开工，竣工工期为2013年7月15日，工程前期的投标、队伍进场、拆迁、交通疏解等施工准备工作计划在2010年12月31日前陆续完成，前期准备工作的不确定性和设计的不稳定性也增大了工期压力。对策：筹备组人员按专业分为策划小组、核算小组、招投标小组、征迁小组，做好项目前期策划、核算、现场调查、投标工作，配合设计单位、地铁项目部做好前期设计、征地拆迁、管线改移、绿化补偿、交通疏解方案等前期工作，使标段进场后能尽早投入施工；3.2工程与工作接口多，协调工作是重点2号线一期工程跨越惠济区、管城回族区两个行政区，与在建的1号线，规划的3、4、5、6号轨道交通线路均有换乘衔接关系，与规划的东风路、农业路、黄河路、陇海路下穿隧道及陇海路高架桥道路交通有平行、相交、衔接等关系，涉及多个工程接口，协调复杂。参建单位多，包括市、区相关职能部门、地铁公司，中铁南方公司、设计总包单位和各工点分包设计单位、总监单位和各标段监理单位、各施工单位、管线权属单位以及相关物业权属业主等方方面面，工作接口多，协调难度大。对策：组建征迁部、设计部、综合部等部门，做到是事有人管，专人负责、限期完成；施工过程中，提前分析、提前策划、提前沟通、提前协调，做到超前管理。3.3按节点工期提供盾构始发、过站条件是重点区间隧道基本采用盾构法施工，东风路站、黄河路站、东大街站作为盾构过站车站，而且由于施工环境恶劣，拆迁难度大，施工工艺复杂，按节点工期提供过站条件是施工重点。对策：征迁部按照节点工期目标，配合地铁公司及时提供施工条件；设计部与设计单位沟通，优化设计方案；项目部在施工前编制各项专项施工方案，经专家评审后，科学组织施工，按照工期节点目标开展劳动竞赛，按时提供始发、过站、调头条件。3.4盾构机过站、调头、通过矿山法隧道段是施工重点郑州地铁2号线一期工程广播台站~向阳路站区间共采用11台盾构，16次过站、1次调头，2次通过过部分矿山法、明挖法隧道，安全、质量是施工重点。盾构机的选择及其施工的可靠性，关系到工程成败。应考虑开面的稳定、切削刀盘的种类、出土方式、主轴的扭矩、推进能力以及最为关键的盾构机械的密封性能等。对策：盾构过站作业工序繁琐、工作任务繁重，作业思路为：将盾构主机和后配套分离，分别过站。主机过站采用过站小车和液压油缸等机具辅助进行，考虑过站小车行走顺利，采用地面铺设钢板方式小车和钢板之间使用圆钢或者钢球等作为滚动体，过站小车不同方位的受力可以使盾构主机移动达到前移或调向的目的；后配套过站一般可以铺设相应轨道，使用外力牵引进行前移，使用吊机等设备进行逐一调头。主机调头时，采用四根150T油缸将盾构机顶升，始发架底部均匀安装自制盘式轴承，取出底部的垫块后将主机落至轴承上，主机顶升时注意油缸必须保持同步，且必须有专人指挥。盾构通过矿山法、明挖法隧道时，通过喷射豆砾石在管片脱离盾尾时对管片进行支撑，以防管片下沉产生错台。利用盾构自身的同步注浆系统压注水泥砂浆，使衬砌管片与地层间紧密接触，以提高支护效果。3.5线路穿越京广科技站以及陇海铁路区间隧道穿越陇海干线铁路时，铁路一般不允许限速，因此，应对铁路进行加固，不限速通过。对策：根据盾构施工经验，在穿越国铁轨道区段时，结合前期盾构掘进参数控制与地层位移的关系，确定合理的土压力设定值、排土率及掘进速度；穿越前对盾构机械进行检修，避免中间停机、漏浆或注浆系统堵管等情况发生，保证盾构能够连续匀速推进；加强沉降监测，对轨道进行穿越施工全过程监测，其中对轨道沉降、轨道横向差异沉降、轨距变化和道床纵向沉降等内容进行24小时的远程实时监测；根据监测结果，及时优化调整掘进施工参数，做到信息化动态施工管理；严格控制掘进速度和同步注浆量，避免因盾尾空隙未能及时充填而产生下沉，及时进行二次注浆，控制后期沉降；掘进前做好护轨、预埋注浆管等预案措施。3.6施工对建筑物、构筑物、管线影响地铁2号线一期工程穿越城市南北向主干道，地面建筑物、构筑物、管线多，高楼林立，地面沉降控制要求严。农业路、黄河路、东大街等车站需采取半盖挖倒边施工，线路下穿北环立交、紫金山立交、110KV电力隧道等构筑物，需严格保证周边建筑安全。对策：车站施工前做好建筑、管线调查，及时与交管部门沟通做好交通疏解工作，督促地铁公司提前进入征地拆迁、管线改移阶段；施工前完善建筑物、管线保护方案，施工中做好监控量测、应急方案演练。提高盾构掘进控制水平，及时调整盾构掘进参数，保证开挖面土体稳定。明确工程施工对盾构机性能和功能的要求，盾构机设备配置必须考虑突发事故的处理；严格控制主要掘进参数，减少压力波动，采用低速均匀推进，避免对土体大的扰动。穿越立交桥前，加强盾构的掘进参数管理和姿态控制，进行同步压浆与必要的补压浆措施来保证其安全；当地面荷载过大或者相距太近，及时采取补偿注浆的方式对隧道周围土体进行适当加固或对管片结构加强。盾构穿越桩基会造成隧道周边土体的松动，造成桩基摩阻力的下降，因此应在隧道内预留注浆管对周边土体进行加固。3.7区间隧道下穿金水河等河流郑州市轨道交通2号线一期工程穿越众多河流，如东风渠、金水河、熊耳河等，做好盾构施工防渗水、低沉降是施工难点。对策：针对工程特点，通过向土仓注入膨润土或泡沫剂，改善渣土的流动性和渗透系数，防止螺旋输送机喷涌。提高工作面渣土的止水性。提高盾尾的密封性能。通过采取多道盾尾刷防止泥土从盾尾进入隧道；向盾尾注入油脂，加强盾尾的防水性能。掘进时采取同步注浆和二次补充注浆，充填环内空隙，使管片衬砌尽早支撑地层，控制地表沉陷。结语：地铁施工由于周边环境的复杂性及敏感性,存在诸多的施工难点。通过对郑州地铁2号线一期工程施工可能出现的技术难点进行预先的估计，合理安排施工组织、相关对策及协调工作。为下步编制详尽的施工方案、预案和计划提供依据。参考文献：[1]崔玖江.盾构隧道施工风险与规避对策.隧道建设.2009,29(4)作者简介：王连山（1971—），男，河南安阳人，中铁隧道股份有限公司工程师。