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老城区地铁工程建设的“点、线、面”管理分析

时间:2022-10-09 13:09:11
老城区地铁工程建设的“点、线、面”管理分析

1工程概况

厦门轨道3号线南延段(以下简称南延段)全长8.5km,为既有轨道3号线的延伸段,采取全地下敷设方式,投资估算约66.4亿元,共设5个地下车站。工程起自成功大道与民族路交界,沿途设置沙坡尾站、厦大南门站、厦大白城站、曾厝垵站及上李新村站,并设区间下穿万石山风景区与轨道3号线火车站衔接。南延段线站位如图1所示。虽然厦门轨道自2012年动工至今已经开工建设了5条线路,并建成运营了3条线路,但2021年底开工建设的南延段,才算是厦门第一条真正意义上穿越厦门老城区的地铁。南延段不同于一般的市政或公路工程,属于投资量大、覆盖面广、建设周期长、涉及部门多的项目,具有点多、线长、面广的特点。加之南延段深入老城区且途经环岛路、厦门大学、沙坡尾等文旅核心区,这就给工程建设带来了更大的难度、更多的协调量、提出了更高的要求,需要地铁工程建设管理者从“点、线、面”的角度切入,全面地分析站点建设需注意的内部与外部因素,区间及线路建设需注意的分部与总体关系,以及建设协调过程中需注意的微观与宏观层面,以便更好地管控地铁工程建设。

2地铁建设需注意的“点”

地铁建设需注意的“点”,即包括站点、风井在内的各工点。对于各工点,需全面分析其所处的内部及外部环境,掌握其在施工过程中可能碰到的重点、难点,判断在工点施工过程中,起决定的是内部或者是外部因素,从而更好、更全面地掌控工点情况。南延段工程8处工点的重难点如表1所示,其中内、外部因素基本各占一半。

2.1内部因素

内部因素主要聚焦于工程本身的技术难度或者工期压力上,通常可以通过采用新工艺,或加大“人、机、料”的投入等方式进行管控。如曾厝垵站所处路段长度方向空间有限,但宽度方向空间充裕,针对此特点,在设计时考虑将站点机电设备外挂,用宽度换长度,最终确定站点平面尺寸为147m×30m,是目前厦门地铁全网最短地下车站。为此,针对车站跨度较一般车站大的特点,对车站主体结构量身定做了“无柱预应力设计”,在满足设备安装需求、减少占地的同时,还可以在后期运营为乘客提供一个视觉通透性更好、空间美感度更高的乘车环境[1]。

2.2外部因素

外部因素主要聚焦于工程外部的影响,可归纳为定性影响及不定性影响,需要有针对性地对影响因素进行分析,找到解决办法。定性影响如上李新村站,该站点与龙虎山路排洪箱涵长距离并行,同时穿越基岩凸起、孤石等复杂地质,且受制于地上构筑物影响,地面爆破条件不佳。此站点的影响因素为既定的,是可以通过一定工程措施予以解决的,不存在或者存在较小的对外协调量,所以称之为定性影响。对此,只需要有针对性地找到影响工程施工的关键点,重点抓盾构掘进基岩孤石处理及地面沉降控制,统筹兼顾施工进度及质量管控即可。不定性影响如老城区核心的起点风井,涉及风貌建筑、文旅核心区,涉及风貌建筑和文物保护单位较多,施工范围及施工影响范围内多为50年以上老破旧房屋,权属情况复杂,是南延段全线拆迁量最大的点[2]。此工点因拆除量大,涉及的各方主体多,影响因素不确定性较大,虽然通过工程措施,如控制好施工期间的沉降量等,可以在一定程度上管控工程,但是仍存在较大的对外协调量,所以称之为不定性影响。对此,需在进场前提前完善调查摸底,编制摸底清单,同时优化方案预留相应保护措施,以期达到最大程度保护周边房屋,降低不定性因素对工程影响,从而达到配合工程措施,有效管控定性及不定性影响的目的。

3地铁建设需注意的“线”

地铁建设需注意的“线”,顾名思义即全线的情况。要了解全线的情况,需要在全面掌握各工点情况后,由点到线,由分部的区间到总体的线路,充分掌握各区间具体情况,再结合各工点的重点难点,即可系统全面掌控地铁全线工程。

3.1分部的区间

南延段6处区间的施工重难点如表2所示。与工点施工的影响因素类似,区间施工的影响因素也分为内部因素及外部因素,但因为区间为地下穿越,较少存在外部因素影响的情况,多为可通过工程措施予以解决的内部因素,所以只需要安排好区间的施工组织,把控好区间施工的时序要求,针对区间施工存在的重点难点,从施工本身角度出发,采用新工艺,加强对工程质量、安全、进度等方面的把控,并关注好区间施工过程中地面沉降的控制即可。如上李新村站至南风井区间,为目前福建省内断面最大的地铁隧道,需穿越万石山的多处断层破裂带等复杂地质。隧道顶部距既有的成功大道隧道最近间距仅12m,最大深埋约170m,最大开挖跨度约20m,开挖断面面积约231m2,相当于半个篮球场,能同时满足3列地铁并列运行或存放的需求。为此,轨道集团组织施工单位积极研究新工艺、新技术,对于2.4km的常规断面隧道,利用“土压+TBM”双模盾构技术在土压掘进模式适用于软硬交界面、破碎带、富水地层等复合地质,在TBM模式能够发挥其针对岩石地层掘进工效较高的优势,有效节约施工工期并降低施工风险[3];对于0.8km大断面隧道,则采取更利于管控的矿山法进行施工。并且有针对性地制定了双模盾构及矿山法施工的重难点,即双模盾构需重点抓好设备选型,模式转换及掘进出渣量控制;矿山法施工需重点抓提高机械化作业程度,严格控制开挖进尺及安全步距等。

3.2总体的线路

线路全线总体情况需建立在对各工点、各区间详实分析掌控的基础上,将各工点、各区间与线路全线总体结合起来,作为一个整体进行分析。其中的关系,主要从以下两个方面进行统筹。一是需要梳理工筹,以便确定作为控制性工程的工点及区间。南延段控制性工点为需作为盾构始站,且工点受外部因素影响较大的起点风井、上李新村站,需要予以重点关注。控制性区间为厦大南门站至厦大白城站区间、上李新村站至火车站区间,两个区间长度分别为1.625km、3.666km,土建工期分别为39个月、45个月,区间长度长,工期紧。二是要根据各类影响因素的耦合关系,确定工区分区情况。如图2所示,南延段划分为两个工区,一工区由起点风井至曾厝垵站,二工区由曾厝垵站至火车站,划分主要考虑了长度、控制性工期、影响因素三个方面的因素。长度方面,一工区长约4.1km,二工区长约4.4km,各占线路全长的一半左右。控制性工期方面,南延段两个控制性工点、控制性工区平均分布于两个工区内,有利于全线工程的平衡。影响因素方面,一工区范围内涉及征收、腾迁或下穿老旧房屋体量较大,协调难度较大,外部因素多,需集中予以攻破;二工区主要为下穿万石山区间,地质条件较好,外部因素较少,内部因素多,利于集中管控。

4地铁工程需注意的“面”

地铁工程需注意的“面”,不单纯指工点工作面或者区间盾构隧道施工掌子面,而是指在地铁施工过程需要协调的各方利益主体之间各种层面的集合体。需要在综合分析各工点内部与外部关系,梳理全线分部与总体关系的情况后,由点到线再到面,从微观与宏观的角度将地铁工程施工中各个层面可能遇见的问题抽丝剥茧、归纳总结而后予以破解。

4.1微观层面

微观层面,主要指五方责任主体之间的各种关系。五方责任主体,指的是业主、勘察、设计、施工、监理。它们之间的关系,基本不涉及外部层面,聚焦于工程工况、质量、安全、进度、变更、款项等业主协调的内部层面[4]。为此,轨道集团在原有的组织架构上增设了3号线南延段线路指挥部,由线路指挥部全面统筹五方主体,同时各方主体也相应设置了线路分指挥部,形成扁平化的管理机制,便于消除五方主体之间的沟通壁垒,提高系统运行效率。

4.2宏观层面

宏观层面,指的是五方责任主体作为施工过程的整体合集与外部社会层面之间发生各种关系及可能产生的影响。大致可归类为工程施工与社会层面之间及与政府层面之间的关系[5]。与社会层面之间的关系,主要是地铁施工不可避免会对周边居民的生活造成一定的影响,特别对于南延段,因其深入老城区,车站主体结构与周边老旧房屋距离近等特点,更加不可避免地会与社会层面发生错综复杂的关系。对此,轨道集团一方面针对施工可能产生的沉降、振动等影响因素深入研究,采取国内先进的施工工艺和最安全的技术措施。如:在控制沉降方面,采用抗渗性能好的地连墙,区间工法基本选取盾构法并首次使用克泥效工法等。另一方面在加强工程管控的同时,依托轨道交通建设指挥部将施工过程中与社会面产生的各类关系引导到各职能部门进行解决。与政府层面之间的关系,主要是因为地铁投资量大、涉及面广、建设周期长的属性,不可避免地在建设全周期内会涉及众多政府职能部门,为此,厦门在地铁建设之初即设立了完善的体制机制,成立由市领导挂帅的轨道交通建设指挥部并下设厦门市地铁办公室统一协调各职能部门,对地铁建设全过程实施扁平化治理,如图3所示。这样可以引导问题在指挥部体内循环解决,让工程建设与政府部门之间、社会层面与政府层面之间的外部宏观协调转变为内部微观协调,使得问题不出指挥部,有效地提升了工程全过程的效率。非机动车道与人行道之间的树池既可提升绿化覆盖率、道路景观效果并提供遮荫,也可兼作设施带,故除条件特别困难外,建议在非机动车道与人行道之间设树池。综上所述,对于城市主干路、设计速度大于等于40km/h的城市次干路以及机动车道数量大于等于双向四车道的道路,以方案一(图1)为宜,可选方案二(图2)、方案三(图3);设计速度小于40km/h且机动车道数小于双向四车道的城市次干路和机动车道数小于双向四车道的城市支路,如条件允许,建议选择方案一(图1)、方案二(图2)、方案三(图3),条件受限时,可考虑选用方案四(图4);各级道路的辅路可参照选用。

5结语

正是由于南延段在开工前,从“点、线、面”的角度,统筹全面地分析了站点建设需注意的内部与外部因素,区间及线路建设需注意的分部与总体关系,以及建设协调过程中需注意的微观与宏观层面,使得南延段5站6区间顺利于2022年1月全面开工。给地铁建设管理人员在遇见类似项目时提供可参考的分析方法和可借鉴的管理手段,当然,因写作需要,点、线、面是分块合并阐述,而在实际管理中,并不能单纯地将点、线、面分开进行分析,三者是处于螺旋交替互相影响的状态,点的情况会影响到线、面,线、面的情况又受制于点,需要根据实际情况,予以综合考量。

参考文献

[1]喻敏,兰志光.复杂环境下非典型地铁车站建筑设计分析[J].隧道建设(中英文),2018,38(07):1204-1211.

[2]杨婧.北京老城区地铁站对历史文化街区保护利用的影响研究[D].天津大学,2020.

[3]孟庆军,陈凡,周峰,王士民,贾少东,姚超凡,刘川昆.气垫式泥水—土压双模盾构快速转换技术[J].四川建筑,2020,40(05):309-311.

[4]苏诗玮,陆春杰,张彦红,李洁.地铁大标段施工总承包组织界面分析———以南京地铁X号线施工总承包项目为例[J].建设科技.2021(20).

[5]张彦红,黄朝进,任雪杰,王立晓.地铁大标段施工总承包项目前期工程管理研究———以南京地铁7号线为例[J].项目管理技术,2022,20(06).

作者:林寅 单位:厦门市地铁办