地铁既有线土建设施技术改造

第ｌ６卷第２期　２０１４年４月　Ｖｏ１．１６，Ｎｏ．２　Ａｐｒ．，２０１４　地铁既有线土建设施技术改造　戴姝婷　，郑　琚　（１＿南京地铁运营有限责任公司工务中心，＂２ｒ－苏南京２１００１２；２．南京市交通运输局，江苏南京２１０００８）　Ｔ　ｅ　ｈ　ｎ　Ｏ　ｏ　ｇ　ｙ　摘要：分析地铁既有线土建设施技术改造情况，基于全寿命周期理论，根据具体需求，阐述总体情况、改造原冈，并　以南京市地铁为例，分析改造后技术可行性。为实现对地铁项目的全面管理提供相对有效的途径。　关键词：全寿命周期；地铁既有线；土建设施；技术改造　中图分类号：Ｕ２３１．３；Ｕ２３１’。．９２　文献标志码：Ａ　文章编号：１００８—５６９６（２０１４）０２　００３５—０４　交＆　通　ｎ　Ｔｈｅ　Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｎ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｅｘｉｓｔｉｎｇ　Ｍｅｔｒｏ　ＤＡＩ　Ｓｈｕ—ｔｉｎｇ　．ＺＨＥＮＧ　Ｊｕｎ。　（１．Ｎａ＠ｎｇ　Ｍｅｔｒｏ　Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　Ｃｏ．，Ｉ　ｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｎ　２１００１２，Ｃｈｉｎａ；２．Ｎａｎｊｉｎｇ　Ｂｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，Ｎａｎｊｉｎｇ　２１０００８，Ｃｈｉｎａ）　技．科帆ｍｙ　　Ａ　与钮　经　Ｃ　Ｕ　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ａｎａｌｙｚｅ　ｔｈｅ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｍｅｔｒｏ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｓｐｅｃｉｆｉｃ　济　Ｈ　ｄｅｍａｎｄｓ　ａｎｄ　ｐｒｅｍｉｓｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｗｅｒｅ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｌｉｆｅ　ｃｙｃｌｅ　ｔｈｅｏｒｙ．Ｄｅｐｅｎｄｉｎｇ　ｏｎ　ｎ　ａ　ｔｈｅｓｅ　ｄｅｍａｎｄｓ。ｔｈｅ　ｔＷＯ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ｃｏｎｔｅｎｔ——ｔｈｅ　ｏｖｅｒａｌｌ　ｓｉｔｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｃａｕｓｅｓ。ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｏ　ｎ　ａｎａｌｙｔｉｃａｌ　ｍｅｔｈｏｄ－－ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ　ｗｅｒｅ　ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ．Ｎａｎｊｉｎｇ　ｍｅｔｒｏ　ｗａｓ　ｕｓｅｄ　ａｓ　ａｎ　ｅｘａｍｐｌｅ　ｔｏ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅ　ｔｈｅ　ｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｔｈｅｓｅ　ａｎａｌｙｓｅｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｌａｔｉｖｅｌｙ　ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｔｏ　ａｃｈｉｅｖｅ　ｔｈｅ　ｅｘｈａｕｓｔｉｖｅ　ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｍｅｔｒｏ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｗａｓ　ｇｉｖｅｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌｉｆｅ　ｃｙｃｌｅ；ｔｈｅ　ｅｘｉｓｔｉｎｇ　ｍｅｔｒｏ；ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｆａｃｉｌｉｔｉｅｓ；ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ　现阶段，我国城市地铁建设全面展开，已建线　路逐渐步人运营阶段。地铁项目如何有效地分析　运营数据，提高地铁建设总体项目决策、实施和运　投资重点、投资结构以及对项目地点和布局等方面　决定。它对实施和运营阶段的风险和成本等方面　的管理具有重大影响。设计阶段是建设项目进行　营阶段的管理水平是一个值得研究的问题。　全面规划和具体描绘实施意图的过程。施工阶段　是把设计图纸、原材料、半成品等形成项目实体的　过程。设计和施工质量直接影响运营阶段的维护　和改造的方法和费用。　１．２需求和前提　ｌ需求、内容和方法　１．１建设项目全寿命周期三个阶段　全寿命周期是一个复杂的概念。从理论上讲，　全寿命周期是指从构思、决策、设计、建造、使用直　到拆除时间。一般分为决策、实施和运营三个阶段。　工程项目全寿命周期管理的主要任务包括两　方面，即过程管理和界面管理。过程管理是指工程　项目的决策、设计、施工及运营过程的管理；界面管　理是指各过程之间的界面管理。　一从时间顺序以及项目实施的不可逆性ｍ发，同　个项目的三个阶段是次第影响的关系。我国城　市地铁建设项目具有规模大、工期紧张的特点，所　以，新路线建设和老路线运营一般会同时进行。当　老路线运营一段时间后，对该阶段的设施或设备的　技术情况进行分析，其结果对新线的决策、实施有　启发和改善作用，从而对新线运营阶段的成本和安　全风险起到预防作用。另外，分析结果亦可用于老　决策阶段对建设项目投资总规模、建设方案、　收稿日期：２ｏ１３—１０—２８　作者简介：戴姝婷（１９８５一），女，助理ｌＴ程师，研究方向：Ｔ程管理　路线运营阶段设施或设备状态的评估以及对该阶　段包括运营模式和维护方法等在内的管理工作的　交通科技与经济　第ｌ６卷　优化。　老路线、新路线或更新路线可视为一个城市地　铁建设总体项目中的若干个子项目，在各自的全寿　命周期上存在搭接为前提，即新路线的决策阶段应　与老路线的运营阶段在时问上有搭接。一是总体　项目工期紧，客观上肯定存在搭接情况；主观上，为　了尽可能寻求一定程度的有效性，应该选择互相搭　接的子项目做分析。搭接的时间段越短，则老路线　运营阶段积累的数据越多，分析结果全面有效。但　若搭接时间过短，则在社会经济条件和行业技术发　展的客观条件下，分析的时效性越差。因此应选择　有较适宜的搭接时间的两个子项目进行分析和　作用。　每一个子项目Ｔ程系统有：城市规划、交通规　划、线路、测量、工程地质与水文地质（含勘探）、车　辆及车辆检修、行车组织与运营管理、轨道、车站建　筑、车站结构、隧道、结构防水、房屋建筑、站场、桥　涵与水文、路基、通信、信号、中高压供电、牵引供电　（含杂散电流防护）、动力照明、接触网、电力监控、　车站设备监控、防灾报警、通风与空调、环境控制、　给水排水、消防（含气体灭火）、自动售检票、自动扶　梯及电梯、环境保护、劳动安全卫生等。　在子项目运营阶段，技术改造涉及系统中与实　体有关的各系统，所以相关分析也应覆盖各系统。　各系统的分析结果除满足本系统相关分析需求外，　还应该被汇总，用以对各系统相关界面进行分析。　地铁土建设施主要包括系统中的轨道、车站建　筑、车站结构、隧道、结构防水、房屋建筑、站场、桥　涵与水文、路基。在地铁运营阶段一般合并为轨　道、结构、建筑三个专业。既有线土建设施技术改　造针对已经处在运营阶段的线路设施的状态和性　能进行优化。　１．３分析内容　１）总体情况分析。现有资料的基础上，对技术　改造按照年份和线路进行分类，确定数量的变化趋　势，对既有线土建设施状态及运营阶段的管理＿Ｔ作　进行总体评估。既有线随着时问的推移，如果土建　设施改造的数量总体上呈平稳或下降趋势，初步判　断土建设施状态基本稳定、运营阶段的管理工作总　体上是有成效的。　２）改造原因分析。确定土建设施需要被改造　的原因有３种：①设计缺陷。指在设计阶段对土建　设施使用性能考虑不周。包括对车站客流量预测　不准确、对设施防水性能考虑不周、对设施周边环　境的影响未充分估计。②施ｌＴ缺陷。施工阶段施　工方法不恰当或施工材料性能缺陷造成土建设施　的使用性能不达设计要求。③使用损耗。经过一　段时间的运营，土建设施在各类荷载作用下产生疲　劳、老化和损坏。例如，桥隧结构在列车的重量和　振动荷载作用下产生的变形或损坏；车站出入口顶　棚玻璃在雪荷载和风荷载作用下的破坏；钢轨因轮　轨作用产生磨耗和变形。　①和②种可归为全寿命周期实施阶段缺陷，③　为运营阶段损耗。将改造项目按照实施阶段缺陷　和运营阶段损耗进行归类，总结两类原因对改造项　目的影响规律。随着运营阶段技术改造工作的不　断深入，实施阶段缺陷在所有改造项目中的比重应　随运营时间的推移呈下降趋势；而对于运营阶段损　耗，按照土建设施在各类荷载作用下产生疲劳、老　化和损坏程度与运营时间呈正相关的普遍情况，也　应当与运营时间呈正相关。　如果实际与理论规律不符，视为一个信号。具　体来说，如果实施阶段缺陷比重的规律与理论不　符，则需要确认运营阶段在日常管理＿Ｔ作中是否忽　略了对此类缺陷的发现和跟踪，相关　作是否需要　做相应改善或调整；如果运营阶段损耗的比重规律　与理论不符，则土建设施可能未被充分使用，需要　进一步确认运营客流是否未达到预期以及列车运　行安排是否不充分，从而判断项目设计阶段以及运　营阶段的欠缺之处。当然，所谓信号，应当作为后　续工作的一个契机，确认Ｔ作还应当结合多方面、　多角度进行，以保证准确性。　１．４交叉分析的方法　上述分析内容具有宏观性。分析结果想要满　足对新线的决策、实施的实质性启发以及对运营阶　段包括运营模式和维护方法等在内的管理Ｔ作的　优化作用，还需要具体分析。　对总体情况和对改造原因分析的基础上运用　交叉分析的方法，将运营时间与改造原因、改造的　线路进行交叉分析，可以确定需要做具体分析的改　造项目。　对运营时间较长但仍受到实施阶段缺陷影响　的改造内容进行具体分析，对项目的决策阶段和实　施阶段的丁作有所启发；对在较短的运营时问内就　已经受到运营阶段损耗影响的改造内容进行具体　分析，总结土建设施较易损耗的部位，从而对项目　运营阶段的巡检、维护以及改造的重点提出建议。　运营时间的长短不是绝对的，需要在前期准备　丁ｌ作的基础上确定。为了找｝｝｛土建设施受实施阶　段缺陷影响最为深远的设施部位，应该从掌握的资　第２期　戴姝婷，等：地铁既有线土建设施技术改造　・３７－　料中选择最长的运营年份，也就是分析工作展开的　前一年的资料；同样为总结土建设施最易损耗的部　位，应当选择开始运营后一年内的技术资料。　２南京市地铁工程项目的交叉分析　目前在运营阶段是１号线（２００５年９月开始运　营）、１号线南延线（２０１０年５月开始运营）、２号线　（２０１０年５月开始运营）。在施工阶段的是３号线、　１０号线、宁高城际轨道交通一期、宁天城际轨道交　通一期。在决策及实施设计阶段的是１号线北延　线、３号线三期、４号线二期、５号线、６号线、７号线、　８号线一期、９号线、１Ｏ号线二期、１１号线。２０１１年　和２０１２年两年份对既有线土建设施技术改造的资　料记录较为完整。　２．１分析内容　对２０１　１年和２０１２年三条线土建设施技术改造　进行总体情况分析，结果如表１所示。　表１总体情况分析表　项　以上数据显示：三线改造项目数量均成下降趋　势，其中ｌ号线下降１１．８４　，ｌ号线南延线下降　４２．３１　，２号线下降５２．８２　９／６。可初步判断三线土　建设施状态总体趋于稳定，运营阶段的管理工作是　有成效的。　改造原因的分析：将改造项目按照实施阶段缺　陷和运营阶段损耗两种改造原因进行归类，结果如　表２、表３和表４所示。　表２　１号线改造原因分析　项　以上数据显示：２０１１年和２０１２年，１号线运营　阶段损耗比重均大于实施阶段缺陷，２０１２年的比重　比２０ｌ１年更大，与运营时间成正相关。　表３　１号线南延线改造原因分析　项　表４　２号线改造原因分析　项　２０１１年和２０１２年，因为运营的时间较短，１号　线南延线和２号线的实施阶段缺陷比重均大于运营　阶段损耗。２０１２年实施阶段缺陷比重较２０１　１年有　所下降，符合其随运营时间的推移呈下降趋势的　规律。　原因分析显示，在南京市地铁既有线土建设施　技术改造中，实施阶段缺陷和运营阶段损耗的比重　及变化符合理论规律。　２．２交叉分析　通过改造原因分析可见ｌ号线针对实施阶段缺　陷的改造一直持续运营的第８年（即２０１２年），对　２０１２年受实施阶段缺陷影响的改造内容按专业分　类后再具体分析。对于土建设施最易损耗的部位　的总结应当选择２０１０年５月～２０ｌ１年５月的资料　为宜，但因２０１０年的资料不完全，从分析的有效性　考虑，选择２０１１年的技术资料。对２０１１年受运营　损耗影响的改造内容按专业分类后再具体分析。　分类整理如表５所示。　表５交叉分析表　项　对改造内容具体分析后得到土建设施受实施　阶段缺陷影响最深远、在新线实施阶段应进一步　考虑：　１）轨道专业：不同区段对扣件防水性能的要　求；扣件和钢轨的减振降噪的性能要求；轨道区域　排水设施的设置形式以及施工质量。　・３８・　交通科技与经济　第１６卷　２）结构专业：车辆检修库内地沟的使用需求及　地沟排水窨井周边地坪的施作；列验库内电缆沟盖　板的材质和规格。　限高架的巡检，及时处理高架站下方限高架的损坏。　３）建筑专业：注意门体的巡检和保养；加强针　对车站玻璃的巡检和季节性维保；加强对站内排水　３）建筑专业：屋面检修的条件和安全性；特殊　用途房屋的使用功能及门的形状；站台消防管道检　沟盖板的巡检和对排水沟的清理；注意检修库内地　面的防护及巡检；注意对电缆井盖板的巡检。　查井盖板的强度；车站卷帘门在紧急情况下的使用　功能；地下车站卷帘门下方防洪槽的材料及清理方　３结束语　地铁项目运营阶段积累的数据是大量的、多方　面的、多层次的，有效的分析内容和方法也因为分　法；车站顶棚玻璃的施做工艺和有效的防水性能试　验；客流情况的有效预测方法以选择适宜的车站楼　梯宽度；站内自动扶梯与周边结构或装修物形成的　夹角有效的防护方法；车站排水的有效性和车站过　道的防滑和防护；防止人为破坏车站绿化带的措　施；应对车辆段基地地面高差的安全措施；车辆段　基地与外部道路的衔接区域的排水处理；车辆检修　析的目的和需求的不同呈现多样性，并不仅仅局限　于本文所提出的观点，一切应从地铁项目的实际情　况出发。本文所做的分析为实现对地铁项目的全　面管理提供了相对有效的途径。　参考文献：　［１］牛永宁，卢谦，陈肇元，等．全寿命周期理论在建设项目　平台防护的有效性；车辆检修库内的防护措施。　对改造内容具体分析得到土建设施最易损耗　的部位，对运营阶段的管理工作给出建议：　１）轨道专业：注意轮轨作用，在小半径曲线段，　决策设汁阶段中的应用＿Ｊ］．建筑经济，２００７（９）：２２—２５．　Ｅ２３黄斐娜，王进．工程项目全寿命周期管理的整体构想　［Ｊ］．铁路工程造价管理，２００２（４）：１５　１７．　［３］吴芝叶．浅谈建设项目全寿命周期各阶段的管理ＥＪ３．山　西建筑，２００９（１６）：２１１－２１２．　对列车进行限速并且重视轨道状态的监测，保证能　够及时做出响应。轨道设施最易损耗的部位是在　轮对荷载作用下的钢轨。小半径曲线段易损耗的　程度较一般区段更大。在运营阶段制定检修计划　时，这个区段的钢轨状态是重点。　２）结构专业：注意轨行区联络通道门的正确使　用和状态的巡检；注意隧道沉降，加强隧道状态监　测，建立和完善及时响应的机制；加强高架站下方　［４］成虎，虞华．工程合同管理［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版　社，２０１１．　Ｅ５３郝珊，杨延梅．客运专线与既有线分工方案评价指标体系　分析ＥＪ］．交通科技与经济，２０１１，１３（１）：７９—８１．　［责任编辑：李铭娜］　（上接第３页）　了明显跃升的现象，并在约０．５　Ｓ时间内骤降为０，　具有冲击荷载特征；动车组则完全不同，在速度小　于７０　ｋｍ／ｈ时，制动力达到峰值并保持平稳，直至　停车，该现象反映了在电控制动系统下动车组将产　生稳定的制动力数值。　参考文献：　［１］雷俊卿，李宏年，冯东．铁路桥梁列车制动力的试验研究　与计算分析［Ｊ］．工程力学，２００６，２３（３）：１３４—１４０．　Ｅ２３李宏年．列车制动力荷载及对桥梁作用机理的研究［Ｄ］．　北京：北京交通大学，２００１．　［４］程潜，张楠，夏禾，等．考虑制动条件的高速列车一轨道一桥梁　系统动力响应分析Ｄ］．中国铁道科学，２０１３，３４（１）：８－１４．　Ｅ５３李和平，林祜亭．高速列车基础制动系统的设计研究［Ｊ３．　中国铁道科学，２００３，２４（２）：８－１３．　［６］赵进．动车组制动实验系统研究［Ｄ］．北京：北京交通大　学，２００８．　［７］李亚林，周玮．连续刚构桥顶推力计算方法及受力性能分　析ＥＪ］．交通科技与经济，２００７。９（５）：６－８．　Ｅ８３陈丹华，刘建村．列车制动荷载的空间离散分析及应用　［Ｊ］．华东交通大学学报，２００５（４）：３４—３８．　［９３肖伟，张玉伟．某曲线连续梁桥的静力荷载试验分析［Ｊ］．　交通科技与经济，２ｏ１３，１５（１）：８０—８２．　［３］尹京，王巍，刘鹏辉，等．高速铁路大跨度预应力混凝土连　续梁动力性能试验研究ＥＪ３．铁道建筑，２０１２（４）：６－９．　［责任编辑：王欣］