1 工程概况
南京地铁5号线全长37.4千米,南起吉印大道站,北至方家营站,穿越江宁东山副城、南部新城、夫子庙地区中心、五台山体育中心、北京西路行政中心、山西路—湖南路商业街和滨江商务区,全部为地下线;共设置30座车站,全部为地下车站;采用6节编组A型鼓形列车,最高运行速度80千米/时。
南京地铁5号线在南京地铁网中占有重要的位置,在沿途的30站中,有14站是可以中途换乘的车站,堪称是境内的换乘之王,如下图所示。
南京地铁5号线线路图
南京地铁5号线区间隧道沿途穿越了众多历史遗存,线路地面上涉及的国家级、省市区级文保单位多达25处,几乎全线采用盾构掘进。
2 与文物擦肩,如何应对?
南京地铁五号线将横穿整个南京城市,其中包括了文保建筑密集的老城区,该条地铁线全线建设运营将影响地上地下文物183余处,其中部分地段文保建筑密集,甚至连“国宝”级文物都难逃被地铁线“下穿”命运,受到关注。其中,有4处是国家级文物保护单位:南京明城墙、朝天宫、原国民政府最高法院旧址和挹江门城墙。其中,地铁五号线预计将下穿南京明城墙和挹江门城墙、以及原国民政府最高法院旧址主体。
原国民政府最高法院旧址
挹江门城墙
朝天宫
南京明城墙
对于线路路过的“国宝”原国民政府最高法院旧址区域,给出了三个施工方案:
西线方案:从原国民政府最高法院旧址西侧避让了其本体范围,但需下穿省级文物保护单位原国民政府立法院、监察院。
中线方案:直接从原国民政府最高法院旧址本体范围下穿越。
东线方案:从原国民政府最高法院旧址东侧避让了其本体范围,但需下穿省级文物保护单位华侨招待所旧址。
报告中的结论认为,下穿原国民政府最高法院旧址的中线方案可能会作为最优施工方案。根据规划,该条地铁线路将横穿该市中心区域,其中山西路、上海路、云南路、五台山等区域,是民国建筑最为密集的区域,仅民国建筑就超过半数,基本来说,避开了一些就有可能影响到另外一些。除了大量的地上文保单位之外,作为贯穿整个南京老城区的五号地铁线,该线路还将经过:明代宫城及御道遗址区、东府城、南唐宫城及御道遗址区、内秦淮河两岸十朝遗存区西州城和晋西陵等6处地下文物保护区。其中下穿明代宫城及御道遗址区约620米,区内设置站台;下穿东府城约500米,区内设置大中桥站的出入口;与南唐宫城及御道遗址区相切,交界面长度约1050米;与内秦淮河两岸十朝遗存区相切,区内设夫子庙和三山街站,路由交界面长度约2880米;与西州城相切,区内设置朝天宫站,路由交界面长度约550米;与晋西陵相切区内设置云南路站,路由交界面长度约820米。
“对于地下文物,根据我们的勘探显示,南京地区地下文物的发掘一般都在地下6到8米深处,最深处在约地下13米深处,如果地铁线路是在地下20米以下进行施工,应该不会有太大影响。”南京大学教授、文化与自然遗产研究所所长贺云翱教授指出,“对于一些站台可能涉及到地表地下的切割施工,那就会影响到文物安全,必须提前对文物保护区范围内进行文物勘探和抢救工作,再进行施工。”
3 工程建设难点及创新技术
南京地铁5号线TA01标
南京地铁5号线首次实现富水软土地层1.92m超小净距盾构“无感”穿越运营地铁隧道
南京地铁5号线TA02标
南京地铁5号线积极探索应用新技术,在TA02标为示范应用数智盾构自主巡航系统,在数字智能化施工探索上取得不俗成效。
南京地铁5号线TA03标
岔路口站~大校场站区间2台盾构穿越秦淮河
南京地铁5号线TA03标岔路口~大校场区间全长2.26公里,左线共1878环,右线共1950环,区间地质条件复杂、施工难度大,需连续完成多次极限穿越与小曲率转弯,堪称南京地铁5号线各标段中的“穿、转、进”难度之最。
该区间施工中,隧道人需要驾驭盾构先后穿越绕城高速、京沪高铁、宁杭高铁、秦淮河、后淹儿巷民房等复杂建构筑物以及高压燃气管、航油管等既有运输管线。与京沪高铁、宁杭高铁最小水平距离分别为6.3米、5.08米。穿越线路安全风险大、对地面沉降控制要求极高。此外,隧道线形也尤为复杂,半径350米极小转弯就多达1260环,占盾构区间的30%左右。
对此,隧道股份上海隧道提前筹划,对盾构机与管片合理选型,严格控制盾构推力、扭矩、推进速度等技术参数,并加强盾尾间隙测量与盾构姿态的监控,保证隧道成形控制在设计规范要求内;对于穿越段,则严格控制盾构掘进与注浆参数,确保沉降量处在控制范围。
最终,在各方的全力保障之下,岔路口~大校场区间双线顺利完成穿越,其中京沪高铁沉降最大值仅为-0.2mm,宁杭高铁沉降最大值仅为-0.6mm,远优于沉降控制标准值。
南京地铁5号线TA05标
实现南京首次1.38m近距离盾构“上下叠交”掘进及接收施工,解决城市密集区狭小场地施工难题
在南京地铁5号线TA05标上海路站~五台山站,还有一条极其特殊的隧道区间。与传统地铁盾构推进“左右并进”的状态不同,上海路站~五台山站中220米区间的推进是“上下叠交”的状态,这也是南京地铁建设史上首次进行盾构叠交掘进及接收施工。而之所以在这段区间选择叠交掘进的施工方式,主要由于该段建筑密集,施工区域和条件非常有限。为最小限度影响既有建筑,项目团队采用“织麻花”的施工方法。施工过程中,区间埋深最深处达23.6米,上下隧道最小间距仅1.38米,对于上部盾构掘进施工及下部成型隧道的保护要求极高。
同时,由于上部隧道盾构机在负二层中板叠交接收施工荷载较大,对施工精度控制、沉降控制要求也极高。隧道股份上海隧道协同南京地铁,组织专家多次论证,优化叠交接收方案,最终采用负二层钢筋混凝土中板+板下钢管立柱支撑盾构接收方案,确保盾构接收安全。
南京地铁5号线TA06标
统筹协调8台盾构于狭小的山西路站场地进、退场,将周边交通影响最小
由于山西路站前后4个车站均不具备搭建盾构施工围挡的条件,为减少施工对道路交通和周围居民的影响,项目团队将5个车站4个区间(共8条盾构隧道)的盾构基地统一设置在山西路站,即8台盾构在山西路站“8合1”,共用一个基坑完成进场、退场。
复合型地层上软下硬,存在溶洞或强渗透性富水砂层,对施工技术也提出更高要求。
地铁沿线周边建筑物密集,且多为保护性建筑、文物、绿化,相关保护措施制定标准较高。
地铁建设沿线主次干道涉及大量绿化迁移保护工作,尤其是民国时期种植的“法桐”,作为见证南京历史变迁的“绿色血脉”和重要的文化遗产,对施工方案与工程建设均提出了更高的要求。
换乘站多达14座,盾构穿越在运营地铁线路2条,穿越桥梁河道等复杂高风险区域多处,同时车站施工局部盖挖或半盖挖21座,施工工艺复杂,施工专业性较强。
沿线连接繁华主城区及热点新区(江宁区10座,城区19座),前期交通 导改,管线改迁和房屋拆迁量巨大,各类各级协调组织工作较复杂。
4 建设历程
2015年,8月,南南京地铁5号线启动沿线地质勘探;11月,南京地铁5号线选线规划设计方案未得到国家文物局同意;
2016年,1月,南京地铁5号线选线规划设计新方案获批,建宁路站(现静海寺站)开工;12月,南京地铁5号线正式开工;
2017年,朝天宫站、前庄站、吉印大道、上海路站、科宁路站、方家营站、诚信大道站、山西路站、盐仓桥站、庄站和新亭路站陆续开工;
2018年,5月,石门坎站开工;6月,全线首台盾构在吉印大道站~九龙湖站区间右线始发;8月,第二台盾构在吉印大道站~九龙湖南站区间左线始发;9月,虹桥站开工;
南京地铁5号线第一台盾构机始发
2019年,3月,七桥瓮站~石门坎站区间左线盾构始发、南京西站开工;4月,下关站开工;5月,前庄站~科宁路站区间右线盾构始发、光华门站开工;6月,山西路站、云南路站、竹山路站开工;7月,前庄站~科宁路站区间左线盾构始发、七桥瓮站~石门坎站区间左线盾构穿越秦淮河;9月,吉印大道站~九龙湖南站区间右线盾构贯通;10月,朝天宫站~上海路站区间左线盾构始发、吉印大道站~九龙湖南站区间左线盾构贯通、七桥瓮站~石门坎站区间左线盾构下穿宁芜铁路、七桥瓮站~石门坎站区间左线盾构贯通;11月,朝天宫站~上海路站区间右线盾构始发、福建路站开工;
前庄站~科宁路站区间右线盾构始发
2020年,1月,南京市交通运输局发布《关于南京地铁5条线路车站站名的公告》,公布5号线30座车站的最终命名;3月,桥瓮站~石门坎站区间右线盾构始发、岔路口(东山香樟园)站~大校场(神机营)站区间左线盾构始发;4月,五台山站开工、九龙湖南站~九诚风井区间左线盾构始发;5月,九龙湖南站~九诚风井区间右线盾构始发;6月,东山香樟园站~神机营站区间右线盾构始发、新亭路站~上元大街(东山)站区间左线盾构始发、七桥瓮站~石门坎站区间右线盾构贯通。这是5号线在主城区首个实现盾构隧道双线贯通的区间。7月,前庄站~前-科风井区间左线盾构贯通、新亭路站~东山站区间右线盾构始发;8月,朝天宫站~上海路站区间左线盾构贯通、前庄站~前-科风井区间右线盾构贯通;9月,朝天宫站~上海路站区间右线盾构贯通;10月,三山街站~朝天宫站区间左线盾构始发;11月,七桥瓮站~机场路(大校场)站区间右线盾构始发、前庄站~科宁路站区间左线盾构贯通;12月,桥瓮站~大校场站区间左线盾构始发、科宁路站~竹山路站区间右线盾构始发,三山街站~朝天宫站区间右线盾构始发;
2021年,1月,新亭路站~东山站区间左线盾构贯通;3月,竹山路站~新亭路站区间左线盾构始发、山西路站~虹桥站区间右线盾构始发;4月,石门坎站~光华门站区间左线盾构始发;5月,九龙湖南站~九诚风井区间右线盾构贯通、5月石门坎站~光华门站区间右线盾构始发;6月,新亭路站~东山站区间右线盾构贯通、6月,七桥瓮站~大校场站区间右线盾构贯通;8月,山西路站~虹桥站区间右线盾构贯通;9月,九诚风井~诚信大道站区间右线盾构始发、石门坎站~光华门站区间右线盾构下穿护城河、盐仓桥站~下关站区间右线盾构始发;10月,石门坎站~光华门站区间右线盾构下穿明城墙风险点;11月,下关站~静海寺站区间左线盾构始发;12月,石门坎站~光华门站区间右线盾构贯通、石门坎站~光华门站区间左线盾构贯通、科宁路站~竹山路站区间左线盾构贯通、东山香樟园站~神机营站区间右线盾构贯通、云南路站~山西路站区间左线盾构贯通;
2022年,1月,三山街站~朝天宫站区间右线盾构贯通、下关站~静海寺站区间左线盾构贯通;3月,大校场车辆段出段线盾构始发、下关站~静海寺站区间右线盾构始发、竹山路站~新亭路站区间左线盾构贯通 ;4月,前庄站~诚信大道站区间右线盾构始发;5月,静海寺站~南京西站区间右线盾构贯通、盐仓桥站~下关站区间右线盾构贯通;6月,东山香樟园站~神机营站区间左线盾构贯通、五台山站~云南路站区间左线盾构始发;7月,静海寺站~南京西站区间左线盾构始发、虹桥站~福建路站区间左线盾构始发;8月,下关站~静海寺站区间右线盾构贯通、大校场车辆段入段线盾构始发;9月,通济门站~夫子庙站区间左线盾构始发;10月,九诚风井~诚信大道站区间右线盾构贯通、静海寺站~南京西站区间左线盾构贯通;12月,东山站~文靖路站区间左线盾构始发、山西路站~虹桥站区间左线盾构贯通;
三山街站~朝天宫站区间右线盾构贯通
2023年,1月,盐仓桥站~下关站区间左线盾构贯通、五台山站~云南路站区间左线盾构贯通、文靖路站~东山香樟园站区间左线盾构贯通;2月,东山站~文靖路站区间右线盾构始发;3月,神机营站~大校场站区间左线盾构始发、虹桥站~福建路站区间左线盾构贯通、虹桥站~福建路站区间右线盾构始发、东山站~文靖路站区间右线盾构贯通、神机营站~大校场站区间右线盾构始发;5月,上海路站~五台山站区间左线盾构始发、上海路站~五台山站区间右线盾构始发、五台山站~云南路站区间右线盾构始发、福建路站~盐仓桥站区间右线盾构始发;6月,虹桥站~福建路站区间右线盾构贯通、通济门站~夫子庙站区间右线盾构始发、三山街站~夫子庙站区间右线盾构始发;7月、,云南路站~山西路站区间右线盾构始发、光华门站~通济门站区间右线盾构始发;10月,五台山站~云南路站区间右线盾构贯通、三山街站~夫子庙站区间左线盾构贯通;11月,上海路站~五台山站区间右线盾构贯通、光华门站~通济门站区间右线盾构贯通、福建路站~盐仓桥站区间右线盾构贯通;12月南京地铁5号线南段开始不载客试运行。
福建路站~盐仓桥站区间右线盾构始发
2024年,1月,光华门站~通济门站区间左线盾构贯通;3月,南京地铁5号线南段(吉印大道站~文靖路站)开通初期运营;4月,山西路站至云南路站区间实现盾构贯通。6月,南京地铁5号线全线全线长轨通。
南京地铁5号线全线贯通
南京地铁5号线建设,从2016年就开始了,根据公开资料显示:5号线起于江宁区的吉印大道站,终于鼓楼区的方家营站,全长37.4公里,全部为地下线,共设地下车站30座。
然而,在过去的几年中,该项目的计划多次调整,工期延长,根据《南京市经济社会发展重大项目计划》,5号线的工程建设起止年限最初定为2016年至2021年。但是,在随后的计划中,该工期被调整为2016年至2023年,最新的规划则将建设起止时间改为2016年至2024年。
那么,5号线工期为什么这么长?为何难开通?这中间发生了什么?
与其他线路不同,5号线是南京首条采用PPP模式建设的地铁线路,也就是说,是政府和企业合作组建“公私合营”公司,建设运营基础设施项目,但实践证明,这种模式很失败,因为建设地铁涉及到土地,拆迁等很多前期工作,后来5号线还是回归到南京地铁接手自建,进展就顺利了。
另外,5号线贯穿江宁区、鼓楼区和秦淮区,全线都是地下线,施工难度大;另一方面,由于三分之二的车站位于主城区,既涉及铁路征收,又涉及军事区域的征收和管线改移统筹,增加了建设的难度;此外,还有一段时间耽误于考古工作。
5 重要节点
1、虹桥站及山~虹盾构区间完成重要节点
虹桥站长219米,标准段宽18.5米,为地下两层无柱单跨结构车站,地处中山北路与新模范马路交叉路口北侧,周边环境条件复杂,尤其车站西侧的南京饭店为1936年建成的重要民国保护建筑,沉降控制要求高,工期压力大。在参建各方的共同努力下,克服了既有管线保护、周边建筑物沉降控制等一系列困难,车站自2020年11月开始主体施工,历时9个月,顺利实现主体结构封顶。
山西路站~虹桥站右线盾构区间长501米,出山西路站后沿中山北路北行,下穿金川河老桥、新模范马路隧道后进入虹桥站。区间主要为淤泥质粉质黏土和粉质黏土,地质条件差,下穿新模范马路隧道,沉降控制要求极高。为确保安全,盾构始发后,现场各方全程紧盯,重点关注出土量、同步注浆压力及掘进参数的变化,下穿重要构筑物时安排管理人员24小时值班,保证穿越数据指标实时可控。同时,区间盾构始发采用端头加固+垂直冷冻的形式,盾构接收采用端头加固+垂直冻结+钢套筒的形式,保证了该条盾构区间的安全贯通。
2、5号线七小盾构区间左线顺利贯通
2019年10月30日,南京地铁5号线TA04-1标七桥瓮站至小天堂站盾构区间左线盾构机刀盘钻破最后一层围护结构混凝土,七小区间左线顺利贯通。
七小盾构区间左线全长706米(589环),所处地形属秦淮河漫滩及岗地地貌,地质主要由杂填土、粉质黏土、淤泥性粉质黏土夹粉土、中粗砂、泥质砂层等组成。掘进过程中,盾构需下穿秦淮河、宁芜铁路、电力管廊、高压铁塔及多处建构筑物和各类地下管线,地质及周边环境较复杂,施工难度较大,安全风险高。 为确保盾构安全高效贯通,参建各方科学组织、精心筹划,详细论证,严格按照标准化施工作业,历时八天八夜顺利穿越了秦淮河及治修二桥高风险段,经过三天三夜安全下穿宁芜铁路,最终于小天堂站实现洞通,圆满达成安全穿越目标。