上海轨道交通10号线一期工程项目建设管理若干问题的思考

2012-01-16朱沪生

城市轨道交通研究 2012年1期

朱沪生

（上海申通地铁集团有限公司，201103，上海∥教授级高级工程师）

上海轨道交通10号线一期工程，2003年12月开始规划选线并着手线路建设筹备工作，2005年12月30日正式开工建设，2010年4月10日虹桥火车站站——新江湾城站正式开通试运营，2010年11月30日虹桥火车站站——龙溪路站开通试运营。10号线一期工程安全运营至今，月客流量、换乘量及全网占比均呈上升态势，最大日客流达56.5万人次（2011年5月1日）。

10号线一期工程整体建设施工难度极大，工期紧张，在总体规划、重点工程攻难克坚、土建高风险控制、机电系统细致整合及装修风格定位等方面取得一定成效的同时，有很多经验值得总结。本文将对此深入研究、重点剖析，供类似轨道交通工程建设管理借鉴。

1 工程概况

轨道交通10号线作为上海城区轨道交通“四纵三横一环多射线”运营网络规划中的“一横”，横穿上海市中心城区，是轨道交通网络中的一条黄金线路（见图1）。全线途经上海市8个行政区，连接了大型居住区、虹桥经济开发区、老西门地区、核心城区中央商务区、老城厢豫园地区、江湾五角场城市副中心，经过虹桥路、复兴路、河南路、四平路、淞沪路等客运交通走廊和大型客流集散点。一期工程全长36.221km，其中主线长31.233km，支线长4.967 km，共设31座地下车站、2座主变电所、1座停车场。控制中心设于吴中路停车场，与信号楼、停车库合设。列车采用A型车6节编组，初期配属41列（246辆）。10号线一期工程总投资为238亿元。

图1 轨道交通10号线一期线路走向图

2 工程特点

2.1 工程条件复杂，施工难度大

轨道交通10号线一期工程为全地下线路且全线横穿上海市中心城区，车站、区间全部位于闹市区，前期动迁范围较小，施工场地小；沿线地质条件复杂，周边多为重要标志性建筑且多处为保护建筑；周边道路交通颇为繁忙，重要管线众多，周边环境保护要求非常高。10号线一期工程线路长、点多面广，总体施工难度大，文明施工要求高，建设管理工作要求严。

2.2 强化网络化运营要求，换乘节点多

从网络形态上看，10号线作为网络中东北至西南的直径线，连接了城市西南地区、中心城核心区、城市东北地区，配合“十五”期间相关轨道线路的实施，实现了规划对本线的功能定位和要求。

10号线一期工程换乘节点多，与1～5号线、8号线、11～15号线、17、18、20号线共14条轨道交通线形成15座换乘站；换乘形式多样，涉及平行、通道、十字形、T形、L形、Z形等换乘形式，如表1所示。10号线一期换乘站在路网结构和网络效益发挥上有着重要作用，对完善和锚固轨道交通网络具有重要意义。

表1 10号线换乘情况

2.3 首次采用无人驾驶技术

为了适应轨道交通的发展趋势，紧跟世界轨道交通建设的发展步伐，提高轨道交通网络技术水平，10号线在国内首次尝试采用全自动无人驾驶系统这一新技术。采用无人驾驶运营管理模式，对上海轨道交通建设及我国轨道交通事业发展具有重要意义。将借鉴国外全自动无人驾驶的经验，结合上海的客流特点，分时段、分步骤、分目标，逐渐实现这一目标。

全自动无人驾驶的信号系统采用无线移动闭塞、完整列车自动控制系统（ATC），如图2所示。系统具有集成度、自动化程度高，以及安全性、可靠性、可用性和可维护性强等特点。

2.4 应用综合监控新技术

综合监控系统（ISCS）是根据城市轨道交通地理位置分散、数据相对集中、数据总类繁多等特点而专门开发的自动化实时监控系统（见图3）。基于全自动无人驾驶的需要，上海轨道交通10号线采用真正意义上的综合监控系统：①采用统一的软、硬件平台，实现能支撑全自动无人驾驶运营要求的资源共享、信息互通，并面向所有机电系统；②采用全集成、部分集成和互联等手段实现各相关系统的整合。

2.5 特色装修，建设人文地铁

轨道交通10号线一期的装修主题为“都会旋律”，展现城市都会特色，提高城市生活质量；线路以“城市生活再生”为概念方向，让城市精神、文化、艺术以一种更积极的状态介入城市交通建设。

图2 10号线全自动驾驶系统示意图

图3 综合监控系统示意图

（1）内涵丰富，寓意深远。全线分为标志站、重点站、标准站三个等级（如图4～6所示）。其中，标准站反映上海城市生活的精致性；重点站反映上海城市生活原创性；标志站反映上海城市生活场景和开放性。

（2）空间舒适，环境和谐。采用现代设计手法，在有限空间内创造更多空间，使地下空间简洁舒适；材料选用注重环保和功能，以体现和谐环境、人文特色和文化内涵。

（3）色彩识别，艺术统一。强调色彩、艺术处理在车站空间的运用，既注重统一性，又通过天花凹槽、灯具、柱面、墙面的色彩运用，达到整体色彩的识别性。

（4）装修设计，细节体现。商业、艺术等设施在装修设计细节中体现人性化；按人流走向，合理布置楼梯、扶梯、闸机等的位置，方便使用。

图4 标准站案例

2.6 便民服务，加强人性化设施

轨道交通10号线一期工程在设计中从对乘客的细微关怀出发，以人为本，在出入口、公共厕所、客服中心等设施上，更加注重人性化设计，以提高乘客的舒适度；所有出入口尽可能加盖，以减少因天气原因对乘客造成的不便；在客流量较大或高差较大的车站出入口、公共区，设上、下行自动扶梯，使乘降更舒适；设置无障碍电梯，站厅至站台间电梯设于付费区内；所有车站均设置公共厕所，并加装残疾人专用设施；在车站站厅出站闸机处设客服中心，提升服务功能；所有车站均设置了乘客智能查询系统。

图5 重点站案例

图6 标志站案例

2.7 节约能源，保护环境

（1）减振降噪措施全覆盖。应用降噪除尘技术，有效缓解运营对周围环境和空气质量的影响，站外风井均设置消声器并贴附吸声板，公共区送风系统加装静电除尘设备改善空气质量。全线穿越集中居民区数十处之多，均采用了钢弹簧浮置板技术，其他敏感地段分级采用轨道减振器等多种措施。全线仅轨道设计采用减振措施的铺轨长度约为40km，占全部正线铺轨总量的54%，满足国家环保要求，最大程度降低对沿线居民的影响。

（2）节能减排全覆盖。采用变频设备、高效荧光灯、控制照度等措施达到节能减排的效果，所有扶梯均采用变频技术；公共区空调箱以及回排风机、排热风机，采用变频技术调节风量，节省运营费用。

3 工程实践关键环节分析

轨道交通10号线一期工程在换乘站设计、规划选线、环境保护和工程风险控制方面取得了一定成效，但也存在不足之处。

3.1 换乘站设计

轨道交通10号线一期工程与14条线路形成15座换乘站，其中8座是和已运营车站换乘。

换乘站在设计过程中不断调整和优化方案。例如，与轨道交通3、4号线换乘的虹桥路站，通过对比分析三个可选方案，最终选择采用“先在站台设置通往站厅层的换乘楼梯，再由站厅层设置直通地面二层的楼扶梯，接至换乘天桥”的方案。该方案考虑了换乘客流的缓冲及在早晚高峰时期超高峰客流分流的可能性，对于今后两站运营期间的换乘方式以及满足大量客流换乘等方面都有比较全面和周到的布置。

与规划线路换乘的车站，如10号线陕西南路站和12号线陕西南路站，10号线交通大学站和11号线交通大学站，10号线天潼路站和12号线天潼路站等，考虑同步设计、同期实施，基本一次建成。

换乘车站接口设计存在如下一些问题，在今后轨道交通换乘通道设计中应加以注意。

（1）换乘通道宽度和长度问题。轨道交通10号线一期工程共有5座换乘站采用通道换乘形式，分别为：和已运营线路换乘的虹桥路站、南京东路站，和规划线路换乘的伊犁路站、豫园站、三门路站。虹桥路站换乘通道长约160m，宽6～7m；南京东路站换乘通道长约100m，宽约16m。存在换乘通道距离过长、宽度过小问题。在今后的规划设计中，对于换乘通道，有条件的换乘车站应尽量设计足够的宽度，以确保乘客换乘及客流疏散的要求。建议换乘通道的宽度不小于9m。从满足消防安全和乘客便捷换乘的角度出发，换乘通道长度不宜超过100～150m。

（2）换乘车站接口问题。部分换乘枢纽的先建线路为10号线车站预留的空间太小，没有充分考虑后建车站连通的接口预留措施，致使施工难度加大，且引起一些诸如渗漏点难于处理的质量缺陷，如10号线与已运营8号线换乘的四平路站、老西门站。因此，建议换乘接口设计按轨道交通线路的建设年限遵循以下原则：①初期实施的规划线路，应与在建线路车站土建同步实施；②近期实施的规划线路，宜与在建车站换乘节点的土建工程一次建成；③远期实施的规划线路，在建车站可不同步建设换乘节点，但在建车站结构处理应留有穿越的可能性。换乘车站的换乘节点应按空间结构设计，当2条线路车站同步建设时，2个车站同步设计、同步实施；当2条线路车站分期建设时，换乘段应与先建车站同步实施，同步实施范围应结合环境及施工等因素综合考虑，一般宜按后建车站连接段1/4～1/3跨长考虑。

3.2 规划选线

轨道交通10号线一期线路走向符合城市总体规划和城市综合交通规划的要求，总体规划选址、车站站位设置比较合理，符合总体技术要求。

10号线一期工程车站施工场地普遍狭小，施工条件差，环境保护困难。有些车站站位选择过多考虑了动迁、交通、管线的制约因素，给乘客出行带来不便。例如，古北路车站设在虹桥路北侧绿地内，为避让110kV电缆及通信管线，将车站设置为800m半径曲线车站，且没有过虹桥路主干道的南侧出入口，道路南侧客流必须跨越车流量较大的虹桥路进入该车站。为解决这一功能缺陷，目前正策划实施规划预留的过虹桥路的3号出入口。

线路个别区段穿越大量居民住宅区，如虹口区武进路附近盾构区间穿越大量待动迁居民区，工程施工异常艰难，设计施工阶段均采取了大量措施，投资和风险控制成倍增加。长宁区盾构区间穿越程桥二村住宅楼，因为延安路高架桥桩基的限制，此处上下行盾构区间为上下重叠布置，先后两次穿越该片住宅区。事实上，由于施工难度大、技术要求高、地质条件恶劣以及厚断面砂性土层，加上无类似工程借鉴，对两次先后重叠穿越的后期沉降影响认识不足等原因，在盾构穿越居民区后住宅楼产生了比较大的后期沉降，且出现大量裂缝，造成居民房屋损坏而引起的相关社会保持稳定工作相当艰巨。

因此，建议在初步设计乃至工程可行性设计阶段，车站站位的选择可考虑与周边开发地块结合，适当扩大前期动拆迁范围，与开发项目场地共享、施工同步，以缓解场地的压力和施工风险。对于轨道交通线路的选线工作一定要慎之又慎，尽可能避免盾构区间穿越居民区；如果实在避不开，则应考虑部分拆迁或者先行托换加固后再进行精细化盾构推进施工。

3.3 环境保护

3.3.1 风井和出入口设置

10号线一期工程29座车站共设置124个出入口，大多与地块开发建筑结合设置。虹桥火车站站和虹桥2号航站楼站与虹桥枢纽出入口合用，无单独通往地面的出入口。10号线一期31座车站，共设置232个风井；其中为主的低风井共有159个，高风井为73个。

高风井对地铁的使用及维护有利，但对城市景观会有所影响。低风井对城市景观的影响较小，但对地铁的使用功能有所影响，还加大了地铁安防的难度，需加装安全防护设施。对于规划要求必须设置低风井的，必须满足环评与安全要求。

车站风井与出入口设置应该兼顾使用功能与环境影响，尽量远离居民区，减少噪声与粉尘影响；应综合考虑将风井、出入口与无障碍电梯等整合，与周边环境相协调。

3.3.2 噪声振动影响

轨道交通10号线一期工程是上海市轨道交通的重要干线之一，线路穿越中心城区，居民住宅密集，并有学校、医院、虹桥综合交通枢纽等多处环境敏感点。根据现场调查和方案设计，沿线分布有高铁、磁浮、航站楼、文物保护建筑、上海音乐学院等多处环境影响敏感点。10号线一期工程施工和运营期列车运行将产生一定程度和范围的噪声、振动，对周围环境造成一定程度的影响。

近年来，轨道交通运营引起的振动及噪声扰民问题已越加引起人们的重视。轨道交通工程应本着“以人为本”的设计理念，结合工程特点，从车辆选型、城市规划和管理、工程运营维护、线路和轨道结构减振等方面提出有针对性的防治措施和建议；并在工程建设中全面、认真地落实，将工程噪声和振动对沿线的影响控制在国家和上海市的有关规范、标准之内。

3.4 工程风险控制

轨道交通工程建设的风险来源于水文地质条件、工程本体特征、环境制约条件、施工工艺工法的限制条件以及上道工序质量，涵盖了工程规划、建设、运营的全生命周期。各种工程风险因素的叠加，加上工期紧张的限制条件和工程实施的难度，使10号线一期工程实施的风险较同期其他在建项目更高。纵观全线工程项目建设历程，险情时有发生。其中有两次较大险情（溧阳路路面坍塌事故与中间风井渗漏水事故），并发生数十起事故隐患。一次次险情出现为工程建设敲响了一次次警钟。

在工程建设过程中不可避免会出现一些险情，关键是准备是否充分到位。一旦出险，应能做到第一时间及时抢险、及时排难、及时信息反馈、组织各方力量及时控制险情。建议在今后的工程风险控制工作中注意以下几个方面：

（1）重视工程的勘察和设计工作。依托业界权威单位，在工程开工建设之前进行勘察资料总体审查，明确风险地层和分布范围，避免因地质资料不准确、分层定义错误而带来的不必要的工程风险；依靠总体设计管理，对工程的难点、风险点进行逐项细化设计，在设计阶段总体上使工程实施风险受控。

（2）重视施工装备、设施、机具的投入。通过施工装备、设施、机具的投入来为控制工程风险创造有利条件。

（3）重视工程风险的过程控制和应急处置。工程实施的过程是工程风险不断积聚的过程，当出现工程事故的征兆时，留给应急处置的时间是十分有限的。利用远程监控系统，可解决工程事故征兆的及时发现、及时处置问题。在大量工程数据积累的基础上，通过数据挖掘，形成一整套自动预报警指标体系，提高工程风险的管控水平，缩短应急处置的响应时间。

（4）重视地下管线以及相邻建（构）筑物的保护。环境保护是城市轨道交通工程建设中必然面临的关键问题。居民房屋的保护与维稳工作密切相关，而合流污水总管、上水管、煤气管等压力管线的保护亦十分重要。管线的内压，减小了管线结构自身抵抗变形的能力，在管线受到破坏后会产生次生灾害，并影响到城市基础设施功能的发挥。尤其是渗漏的雨污水管，在砂性土条件下会带走区域土体的粉粒和粘粒，降低地基土的承载力，须特别重视。因此，除了采取搬迁等措施外，还需要在施工之前排摸建（构）筑物现状，确定其允许变形大小，并预先采取地基加固、管线临吊等保护措施；应建立应急联动机制，落实应急措施、人员、设备、物资、材料，以备万全。

4 经验与启示

10号线一期工程在前期准备工作、建设管理模式、工程投资控制和空间综合开发等方面都取得了较好成绩，积累了宝贵经验，可为今后开展轨道交通建设管理工作提供借鉴。

4.1 前期准备工作

10号线一期各项前期准备工作稳步有序、合理有效、及时主动，为工程建设全面展开奠定了坚实基础。以10号线常熟路站的换乘设计为例：最初设计在常熟路站与7号线、1号线换乘，但由于站位设置非常困难，动迁、管线交通及施工均有诸多障碍，工程实施可行度不高；经过慎重选择，将10号线线路微调，取消了常熟路站与7号线的换乘，改而增加在陕西南路站与12号线、1号线换乘。此项设计调整不仅满足了轨道交通网络化运营线路间的换乘基本需求，同时避开了常熟路站不可实施换乘的难题。

前期准备工作是否充分至关重要，直接影响到投资控制、工程实施和风险控制等各个方面。扎实的前期准备工作往往会起到事半功倍的效果，也为今后工程的开展起到了良好的铺垫。今后的轨道交通项目建设从规划选线到可行性研究、初步设计、实质性施工等各个阶段一定要经过反复论证、层层把关、详细推敲，从设计方案落地之初解决后续工程实施问题，以工程实施难度修正优化设计方案。

4.2 建设管理模式

10号线一期实现了以项目公司为实施责任主体，机电各系统专业人员协同配合的运作模式；在项目公司内部实现了各个标段项目经理分段负责，各职能部门协同管理，同时通过招标选择监理全过程监督的管理制度。另外，引进了法国赛思达技术咨询有限公司（SYSTRA）和新加坡陆路交通管理局（MSI）等单位开展机电系统技术咨询，尤其是全自动无人驾驶系统技术管理咨询工作。这样，整个项目具备了积极有效、全面协同、责任明确的管理体制。

同时，10号线项目公司在轨道交通指挥部与申通地铁集团公司领导下，实现了每周一次工程协调会推进工程进度。每次会议有决议、有目标、有纪要，使工作落到实处。项目公司内部也实行每日一次工程交班会，及时通报各标段工程情况。轨道交通指挥部与集团公司根据项目公司要求召开一些专题协调会，如信号与车辆接口、信号调试与车辆调试时间安排、铺轨协调会及下立交工程专题会等。这些工作形式能够有效推进工程建设，发挥决策指挥力度，应在今后建设管理中予以发扬，并进一步提高。

4.3 工程投资控制

10号线一期工程投资控制总体在概算之内。但是，由于工期紧、前期工作准备不充分，有的采取招标图招标，施工阶段临时方案调整多，导致变更数量大、变更内容多、变更资金大。今后，应采取施工图招标，采用闭口合同，原则上变更应控制在合同价的10%以内，并进一步完善相应的变更程序。

轨道交通项目建设投资动辄上百亿元，项目建设周期长，投资控制边界条件复杂、变化多，地下工程前期费用高且存在不确定性，且工期紧时存在边设计边施工的情况，投资控制工作量大。在此条件下，加强投资控制是工程建设的首要管理任务。合理的投资控制应贯穿在设计过程的各个阶段，从筹备、设计到实施，应超前控制，提前约束。在整个工程建设的历程上，好的投资控制应该重在前期（即在项目筹备阶段），设计阶段应综合把握、有效控制，平衡安全性、合理性与经济性的关系。

4.4 空间综合开发

轨道交通10号线一期工程多个地铁车站工程创新应用了地块开发、地下空间一体化设计新理念：地铁站与地块建筑综合体的地下空间紧密结合形成超大基坑，同步实施、同期共建，车站、地下室、塔楼结构的独特技术措施，减小了差异沉降。陕西南路站、新天地站、虹桥路站、四川北路站等与地块开发的处理，吴中路停车场的集约化建设与开发，下立交与车站区间合建等，既妥善处理了超难土木技术问题，也集约化使用了土地资源，实现了技术创新、资源利用、项目管理等多方面的共赢。