地铁建设中资源利用情况的调研

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【摘要】随着近十年轨道交通在中国的井喷式发展，为人们带来便利、快捷的同时，也带来了很多问题，其中最突出的就是轨道交通与周边环境的协同。轨道交通建设要保护周边建筑环境的正常使用，周边土地开发利用也要对轨道交通线路进行保护，如果两者的相互保护陷入了恶性循环，将会带来高昂的社会成本。为此，我们调研了沿海某市轨道交通从规划到运营的各个环节的协同现状，以此了解该市轨道交通建设过程中的建设协同现状。

【关键词】轨道交通；资源利用；建设协同

1.引言

为了对该市轨道交通建设过程中的资源利用情况即建设协同现状做一个深入的调研，我们进行为期12天的实地调研，分别走访了轨道交通指挥中心、规划局、和轨道交通一号线、二号线各代表性站点，向规划人员、设计人员、施工人员详细了解该市地铁建设过程中存在的建设协同问题，并查阅相关资料，形成了对轨道交通资源利用情况即建设协同问题的调研报告。

2.轨道交通发展的短板

2.1轨道交通的发展

轨道交通作为一种新颖的交通工具，以其大运量和快速、安全、可靠及节能、低排放等特点，成为解决城市交通的重要手段。因此世界上所有著名的城市，其轨道交通线路都是一张张充满张力的网络，而国内城市的发展更加迅猛，轨道交通规划更加宏伟，一线城市线路网日趋成熟，二线城市正在紧锣密鼓的发展轨道交通。

作为交通干线，轨道交通经过人口稠密的闹市区，向其外延的郊外线路，若干时间后又成为新的城市中心。轨道交通的开发建设已经成为扩大城市范围、开发新土地的一种重要形式。与此同时，产生出两个问题：首先，建设轨道交通要保护周边建筑环境（如不加以保护，其后果是很严重的），其中包括对周边文物、高楼、桥梁、隧道、民居的保护；其次，周边土地开发和城市建设又会面临轨道交通保护难题，其建设过程中会出现车站开裂漏水、隧道沉降、管片受损等现象，严重时导致地铁受损甚至停用。

为了保护轨道交通的安全，人们殚精竭虑、想方设法、不惜工本。近年来的地铁事故也为地铁施工安全敲响了警钟，随着对地铁保护要求的提升，地铁保护费用不断升高（尤其像宁波、杭州、上海的软土地基，其保护费用动辄几千万、甚至几亿，还要花费大量的时间、人力、物力）。轨道交通的修建过程对城市环境的不利影响是无法避免的，一部城市轨道交通的建设史也是对城市环境保护的奋斗史。建设和保护就像一场永无止境的竞赛，如此带来的施工难度，资源浪费越来越令社会难以承受。

2.2该市轨道交通的发展现状

该市为实现跨越式发展，提升城市竞争力，从2002年就开始编制轨道交通线网规划。一、二号线的建设将缓解该市中心区交通压力、引导周边新城的开发。总的来说，该市在轨道交通发展时间上较晚，但这对该市来说也是有利的，借鉴已有的经验、措施，在设计之初就全盘考虑，提出了“建设协同”的理念，来解决轨道交通建设中的难题。

随着城市的高速发展，该市从第一次规划的6条线路，在五年后又不得不进行第二次规划，增加到10条线路，那么之后的线路与已经建设的线路之间的协同，又将是未来10年轨道交通要处理的“建设协同”问题。而要解决这一问题的关键是轨道交通建设与周边环境的协同深度，这两者之间协同什么、怎么协同将决定未来该市的轨道交通能否较好的与城市的高速发展相匹配。基于该市轨道交通建设的现状，我们有必要对该市轨道交通进行一次深入的调研，来了解该市现阶段在轨道交通建设中存在的问题，和前一阶段“建设协同”的效果，为下一阶段的建设提供些参考。

本次调研中，问题的第一方面，是近距离施工，对对方的保护理论上是否成熟，技术水平可否达到，经济上是否可行；问题的第二方面，是在轨道交通建设之初提出一种类似可持续发展的理念，实施种种超前的措施，大大降低各自的保护程度，以此来减少成本。这种措施即为“建设协同”。

3.轨道交通建设案例分析

3.1案例一：基坑保护

轨道交通的地下车站基坑大多邻近已有建筑物、地下管线、高架道路等。因基坑卸荷致使维护结构本体受力变形，引起周围底层地下水位和土地应力状态的改变，特别是软土地区深基坑的开挖，通常产生较大的维护结构变形和地面沉降，从而可能会对周边环境造成不利影响。如房屋开裂，管道泄漏，甚至支撑体系失稳、基坑坍塌。该市大部分地区更是因软土地基，一些沉降指标都无法达到要求。

近年来因软土地基失稳引起的安全事故屡见报端。2008年11月15日下午15时20分左右，某项目施工现场发生坍塌事故，整条道路塌陷100多米长，塌陷深度20米左右，导致河水倒灌。多名工人被压在坍塌的坑道中，4人遇难17失踪。事故原因是土壤液化以及基坑挡土墙薄弱，造成基坑突涌。

3.2案例二：文物保护

该市市区存在大量文物，某线路区间隧道侧穿多处文物点。其中某文物点塔身结构边距离区间隧道结构边的最小为14.091m。轨道交通线路还要经过该市上世纪80年代、90年代建造的老房子，这些老房子没有桩基础，结构老旧，刚度低，常有楼房出现安全问题。这些都为给轨道交通的建设带来了难题，不对文物和民居加以细心合理的保护，所带来的文物破坏，民居变危房都是不可估量的损失。

3.3案例三：隧道保护

伴随着城市轨道交通的快速发展，城市地下空间也在大规模开发建设，就不可避免的在已建地铁隧道附近出现各式各样的施工活动。周边环境的施工如基坑开挖、隧道施工、桩基施工、大面积堆载等，会对软粘土地基造成挤压扰动，改变地基土的应力状态和地基土的变形特性，从而导致地铁工程变形。于是，又产生了一项新的工作，周边环境对轨道交通的保护。国内外众多学者通过大量具体的研究，得出了一系列规律性的结论，如：在隧道外部注浆纠偏能够及时纠正地铁隧道，但其综合效果还不甚理想；时空效应原理是减小隧道上抬变形的有效、经济的措施，适当的地基加固和降水有利于减小上抬变形；地基加固体和地下结构物作为异质体对邻近基坑开挖产生的位移传递具有阻断作用；对紧贴基坑地下连续墙的土体进行二次加固，可有效控制相邻隧道变形，可采取设置隔离桩和跟踪注浆法等措施对地铁隧道进行保护。

4.该市轨道交通“建设协同”现状

4.1硬件改进（施工技术）

1.基坑保护

针对基坑施工卸载引起的周边环境沉降变形，国内外学者做了大量的研究，但问题在于，各地的地质条件的变化多样，周边构建物的个体差异也很大，保护实属不易，因此，设计以保护周边构建物为基本前提，划分保护等级，进行设计计算，提出变形控制指标，进而提出控制变形的设计，在施工过程中进行严格监控，严密组织施工，用各种手段来减少基坑的开挖对周边环境的影响。

该市轨道交通针对高含水量、高流变性、高孔隙比、高压缩性、高灵敏度、低渗透性、低强度（俗称五高二低）的软土地层，在上海地铁建设经验的基础上再改进计算分析方法，取消标准宽度区段格构柱、连系梁，目的是为了加快开挖、出土、支撑速度，控制无职称暴露时间。优化后方便长臂挖掘机开挖、双边出土，控制无职称暴露时间、控制变形（这是全国唯一的）。另一方面，是优化底板下翻梁结构，取消底板下翻梁或采用加厚地板的方案来取代下翻梁，更加快施工。最后该市所有车站主体结构均采用地下连续墙结构，可增加维护刚度，重要的是通过优化设计，车站建好后连续墙不用拆除，可作为车站墙体的一部分，节约了资源与成本，提高了效率。采用先进的钢支撑架设，支架架设前后测斜变化量，再分析加固对变形的影响，对各施工站点基坑分阶段变形分布。这些数据将对最后的对策的决定其关键作用。最终保证基坑施工对周边构建物的影响在合理范围内。

2.文物保护

针对文物保护，该市轨道交通主要采取两种方法：一方面，采用Peck曲线等公式估算盾构施工对周边环境（古建筑）的影响程度，必要时采取事先的处置措施。另一方面，主要是在盾构机的机械操控和施工工艺上实施调整和管理。通过多次的试验，提出了适应高流变性软土的盾构近穿时的土仓压力、注浆压力设定方法，将该市的土仓压力设定修正系数确定为1.05-1.1；随着盾构的掘进，周边环境不断发生变化，动态调整盾构土仓压力、注浆压力。形成出土速度、土仓压力控制、同步注浆、通用环管片排版、盾构管片精细化拼装等，盾构近穿古建筑，穿越江流、保护周边环境的施工控制技术。通过实时监测，确认盾构穿越对古建筑为造成影响，通过对古建筑外观检查，均无发生破损。两条线路共32.87公里盾构施工，未对周边构建物造成重大的影响，但存在沿线的地面沉降等现象，房屋开裂现象也不少。

3.隧道保护

该市二号线的一个站点在已经开始建设之后，提出在该站点边上盖物业，为保护轨道交通，多出3000万的资金。还有一处位于该市新城C1-6/7基坑，在该地块进行基坑开挖时将大坑划为适当的小坑。靠近隧道方向划成类似地铁车站的长形坑，前期起到隔断作用，后期便于采用快速施工和信息化管理，方案实施后为指挥部节约了20%的成本。

4.2软件创新（管理技术）

该市轨道交通指挥中心在该市地铁一期建设之初就提出基坑开挖的风险管控思路； 引入安全风险监控管理信息平台；引入第三方检测管理；开展静态风险评估工作；提出风测预警指标；提出基坑开挖“三图四表”管理办法；建立三级监控与预警管理体系；严格遵循“开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严谨超挖”的原则。通过以上各项改进，无支撑暴露时间从原来的21小时缩短到12小时，该市已完成的36个深基坑，均未对周边环境产生重大影响。

该市市政府建立地铁保护机制，通过了有关地铁保护的法律文件，成立了地铁保护办公室，并着手研究关于保护车站及盾构隧道的理论和方法，减少经济损失5000万元以上。

该市还尝试性的学习上海经验，对地铁周边的开发土地先打好地基在进行土地出售。这对开发商和该市来说，无疑是最经济的方法。

但是还存在的不足有：

1. 从建设时序上看，两侧房屋本可以都在盾构到达前施工。全市现在仍处于保护状态施工的有二十多个工地，不少本是可以调整开工时间来解决问题的。这完全可以通过提前规划来实现。

2. 但道路沉降，房屋开裂等问题突出，周边环境的保护难题远未解决。这需要提高施工人员的施工水平。

该市轨道交通的建设协同在多种层面上都存在，线网层面最有代表性，施工层面也有不少案例。轨道交通的建设经历了单线建设，道路网规划的过程。一条线的修建过程未考虑其他县的接驳，导致后期建设中面临种种困难，耗费大量资源的情况在中国的许多城市都在出现，该市轨道交通的全局规划做得非常到位，例如该市轨道交通1-6号线，每条线两两之间都预设有接驳点，每个接驳点在先施工线路施工时做好配套施工。

5.结语

经过这次实地调研，我们从指挥部、规划局、建设局、建筑施工工地一路走来，了解了该市轨道交通的发展历史与发展现状。相比于其他城市，该市轨道交通自提出“建设协同”这一指导思想后，通过技术创新、管理创新和借鉴经验，在土质情况差、线路经过路段情况复杂的条件下，以较低的社会成本，使轨道交通的建设安全、有序、绿色的推进。我们认为，所谓协同的理念，就是协调两个或者两个以上的不同资源或者个体，协同一致地完成某一目标的过程或能力。推动事物共同前进，对事物双方或多方而言，协同的结果使个体获益，整体加强，共同发展。无论是在该市的老城区或是新城区，轨道交通与周边既有或将有构建物的矛盾都无法回避，各自实施保护也无可厚非，但若以建设协同，绿色节能的概念，提出种种超前的有利于各方的措施，以此来大大减少社会总成本，一来实现对各方利益的平等保护，二来使协同、可持续的观念深入人心。

参考文献

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