第四节 郑州市地下轨道交通项目

按照郑州市“十三五”轨道交通建设规划，郑州市轨道交通建设要创造“五个一流”，即一流的工程速度、一流的工程质量、一流的工程安全、一流的运营水平、一流的服务保障，为全市实现“两个率先”、加快推进国际商都建设、向国家中心城市迈进提供坚强支撑。郑州市要科学安排，统筹推进轨道交通工程建设，合理安排建设时序，切实把握好施工这个关键环节，严控时间节点，确保建设进度。郑州市要多措并举，确保轨道交通建设的资金需求，进一步拓宽筹资渠道，推进投融资体制创新，切实加大资金筹措、监管和资源开发经营力度，为轨道交通全面建设提供有力的资金保障。郑州市轨道交通建设的重任责无旁贷地落在郑州市轨道交通有限公司肩上。

郑州市轨道交通有限公司是2008年2月22日经郑州市人民政府批准成立的国有企业，主要负责郑州市轨道交通项目的工程投融资、建设、运营和沿线资源开发工作。截至目前，公司运营3条线路（1号线、2号线一期以及城郊铁路一期），约94公里；按照郑州市“十三五”轨道交通建设规划，至2020年，公司运营线路里程将超过300公里。郑州市轨道交通网形成后，将承担城市核心地区公交客运量的60%以上。以二七广场为中心，乘坐轨道交通出行30分钟可达各功能片区中心，40分钟可达近郊组团中心。

2008年底，在河南省和郑州市发改委、建设、环保、文物以及郑州市轨道办等的协同努力下，经过了几十次技术专家论证会，《郑州市城市快速轨道交通近期建设规划（2008-2015年）》通过了国家发改委、国家文物局、环保部等部委的审批，《郑州市地下轨道交通规划》经国家发改委、住房和城乡建设部的联合会审后，呈报国务院。在国家拉动内需政策的大背景下，2009年2月6日，《郑州市地下轨道交通规划》获得国务院同意，得到了国家的政策支持。

一 郑州市轨道交通线路走向

1号线西起郑州高新技术产业开发区，东至郑东新区龙子湖，线路全长34.6公里，途经西部老厂区、市政府办公区、火车站、二七商圈、省政府办公区、郑东新区CBD等，主要是为了疏导市区东西向交通流，加强老城、新区之间的联系。项目总投资145.7亿元。站点数量28个，换乘车站7个，分别为桐柏路站、二七广场站、紫荆山站、会展中心站、黄河东路站、郑州东站和龙子湖站。除郑州火车站、市体育馆站、紫荆山站为地下三层站外，其余均为地下二层站。平均站点间距为1.29公里。

2号线起于惠济区中心，止于站马屯，途经开元路、花园路、紫荆山路、郑许公路。长度27.30公里，站点数量22个，换乘车站6个，平均站点间距1.30公里。有车辆段1处、停车场1处，控制中心与1号线合建（由1号线实施土建工程，并预留2号线系统接驳空间），设主变电站2座（在国基路站附近新建1座，体育馆站主变电站由1号线实施土建工程并同时向1号线、2号线供电）。根据线网建设规划，2号线分两期施工。先期施工的一期工程为广播台站—向阳路站，线路长18.27公里，均为地下线，设车站15座（其中紫荆山站与1号线同步施工），设车辆段1处。二期工程为天山路站—广播台站，线路长9.438公里，设车站6座（均为高架站），设停车场1处。

3号线起于郑州大学，止于加州工业园区，途经科学大道、瑞达路、梧桐街、东风路、南阳路、铭功路、东西大街、郑汴路、龙子湖纵贯三路。长度40.78公里，站点数量31个，换乘车站8个，平均站点间距1.36公里。

4号线起于惠济区人民医院，止于加州工业园区，途经新柳路、沙门路、龙湖中二路、城市第一中心轴线道、中州大道、七里河路、佛岗东路、佛岗路。长度34.70公里，站点数量25个，换乘车站7个，平均站点间距1.45公里。

5号线起止于新郑州站，途经农业路、桐柏北路、桐柏南路、航海中路、航海东路、经开第八大街、第三东西横贯道路。长度40.61公里，站点数量32个，换乘车站10个，平均站点间距1.31公里。

6号线起于金海粮油市场，止于龙子湖高校园区，途经大学南路、大学路、陇海中路、陇海东路、未来大道、商鼎路、第四东西横贯道路、龙子湖中路。长度24.30公里，站点数量19个，换乘车站6个，平均站点间距1.35公里。

二 郑州市轨道交通建设规划

（1）第一阶段：起步阶段（至2015年），建设1号线、2号线一期工程。

线网构成及规模：1号线一期、2号线一期。地下轨道交通线网规模为45.39公里。

配套说明：结合中心城区的发展，向东辐射中牟、开封，利用中原城市群城际轨道交通中的郑州—开封线，承担中心城区与中牟、开封的轨道交通联系任务。

（2）第二阶段：发展阶段（至2020年），形成“井字”形骨架线网。

线网构成及规模：1号线、2号线一期，3号线一期，4号线一期。新增线网50.22公里，地下轨道交通线网总规模为95.61公里。

配套说明：结合中心城区的发展，向西辐射带动荥阳—上街组团的发展，向南辐射带动航空港组团的发展。在郑州—开封线的基础上，利用中原城市群城际轨道交通中的郑州—机场线、郑州—洛阳线，承担中心城区与上街—荥阳组团、航空港组团的轨道交通联系任务。

（3）第三阶段：成熟完善阶段（2020年以后），形成“三横两纵一环”的地下轨道交通线网。

线网构成及规模：在骨架线网的基础上，建设6号线，5号线以及2号线、3号线、4号线二期工程，完成全部线网建设。新增线网106.75公里，地下轨道交通线网总规模达到202.53公里。

配套说明：为满足郑州东西轴线发展的需要，修建两条中心城区至中牟、上街的市域轨道线，分别连接中牟近郊组团和荥阳—上街组团。同时，与郑州—开封线、郑州—机场线、郑州—洛阳线一起，构成城镇密集区的轨道交通线网。

三 郑州市自然气候特征

郑州市属于暖温带大陆性季风气候，冷暖气团交替频繁，四季分明，无霜期220天。春季干燥少雨，冷暖多变大风多；夏季比较炎热，降水高度集中；秋季气候凉爽，时间短促；冬季漫长而干冷，雨雪稀少。

（一）郑州市地形地貌及地质构造

1．地形地貌

郑州市位于河南省中西部黄土丘陵与东部黄河冲洪积平原的交接地带，为华北平原的一部分，地貌类型分为黄土地貌、流水地貌两大类型。轨道交通工程区自北向南为黄河泛滥平原、黄河一级阶地和黄河二级阶地，陇海路以北基本上为黄河冲洪积平原，陇海路以南基本上为黄河阶地。

2．地质构造

郑州市市区范围内断裂构造主要有NW向和近EW向二组共12条断层。其中，距地下轨道交通较近的有老鸦陈断层（F1）、上街断层（F3）、中牟断层（F10）、柳林断层（F12）。据岩土勘察报告，这四个断层活动性较弱，处于稳定状态。

（二）工程地质与水文地质概况

1．工程地质

根据岩土的时代成因、地层岩性及工程特性，郑州市轨道交通工程沿线地面以下70米深度范围内地层主要为人工填土，第四系全新统（Q4）粉土、粉质黏土、粉砂、细砂、中砂，第四系上更新统（Q3）粉质黏土、黏质粉土、粉细砂，第四系中更新统（Q2）粉质黏土、黏质粉土等土层，土层按不同的成因、时代及物理力学性质自上而下分为杂填土、粉土、粉砂、细砂、粉质黏土、钙质胶结层等10多个工程地质单元层。

2．水文地质

地下水的补给来源以大气降水为主，地下水的排泄方式主要表现为大气蒸发和人工抽汲地下水，地下水位受季节的影响明显。每年6～9月份是地下水的补给期，每年12月～次年2月份为地下水排泄期。

勘探深度范围内，地下水类型为潜水，含水层岩性以粉土、粉细砂为主，局部为中砂。勘察期间地下水位高程为80.56～89.93米，平均为84.40米，呈现北高南低的情况。根据区域资料，地下水位年变幅为2.0米。地下水的腐蚀性评价结果具体如下：场地内地下水对混凝土和混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。

（三）特殊岩土

场地范围内对工程有不利影响的特殊性岩土主要有填土、湿陷性土以及钙质胶结层。

（1）填土。工程场地普遍分布有人工填土层，土质不均，工程性质差，人工填土成分复杂，主要为城市柏油路面、粉土，局部含较多砖块、砼、灰渣等建筑垃圾，结构松散，力学性质差异较大，稳定性差，对出入口部位的地基稳定性、边坡稳定性有不利影响。

（2）湿陷性土。工程场地地处黄河冲积一级阶地，据区域地质资料及地基土湿陷性检验结果，浅部土层具湿陷性，埋深约4.5米，属非自重湿陷场地，地基湿陷等级为Ⅰ级轻微。

（3）钙质胶结层。工程场地分布有不连续的钙质胶结层，致密、坚硬，呈胶结及半胶结状，近似砂岩。钙质胶结层分布无规律，多呈透镜体状。钙质胶结层的分布对基坑开挖及桩基施工影响较大。

四 郑州市地下轨道交通建设特点

结合郑州地区地质情况及地下轨道交通建设管理特点，总结郑州市地下轨道交通建设特点如下。

（一）工程地质与水文地质条件复杂

郑州市地下轨道交通穿越不同工程地质单元层，包括第四系更新世人工填土，第四系上更新统粉质黏土、黏质粉土、细粉砂及第四系中更新统粉质黏土、黏质粉土等，以粉土、粉细砂层为主。其中，第四系上更新统黏质粉土、细粉砂层土体富水性强，透水性好，地质条件差，属于液化地层，盾构机在粉土、细砂层掘进时，土体受扰动及地下水影响易发生流砂，基坑开挖时，降水困难，在动力水压作用下也易发生流砂、涌砂现象。第四系中更新统粉质黏土、黏质粉土等土层存在钙质胶结层/结核层，硬度高，盾构机掘进较困难，刀盘磨损严重，易发生卡刀盘现象。另外，穿越不同的水文地质单元，施工中可能遇到的地下水类型为潜水、层间水和承压水，含水层岩性以粉土、粉细砂为主，局部为中砂。地下水位呈现北高南低的情况，施工过程中易发生渗水、突涌水及地层变化过大等风险事件。

（二）周边环境复杂

郑州地区人口较多，地下轨道交通建设的主要目的是缓解城市中心区的交通压力，因此地下轨道交通势必会穿越建（构）筑物密集区。其中，既包括各种重要的高层建筑，也包括脆弱的低层民用建筑，还包括商城遗址、二七纪念塔等优秀历史建筑及国家文物保护点，以及大量各类防空洞和不同年代的管线，众多正在运营的城市主干道、立交桥、电力隧道、铁路线路，乃至河流。上述建（构）筑物、地下管网及地下结构等构成了复杂的施工环境，为安全可靠施工和工程环境的保护造成了很大的困难。

（三）施工方法的多样性

城市轨道交通受到地面建筑、道路、城市交通、水文地质、环境保护、施工机具以及资金条件等因素的影响，所采用的施工方法不尽相同。施工方法的选择根据工程性质、规模，工程地质和水文地质条件，地面及地下建构筑物，环境保护要求，工期、造价等因素，经全面的技术经济比较后确定。目前，郑州市地下轨道交通施工方法主要包括明（盖）挖法、矿山法和盾构法三大类。附近车辆众多、人流密集、管线密布区段的车站以半盖挖为主，地下轨道交通区间一般选择盾构法，特殊性的采用若干种施工方法。施工方法的多样性，导致线路工作接口众多、施工机具众多，相邻施工工作需要协调，施工过程中发生风险事故概率增大。随着郑州市地下轨道交通建设规模的增加、建设速度的逐步加快，工程难度逐步增大，郑州市地下轨道交通建设的安全风险将进一步加大，进行安全风险控制方面的深入研究势在必行。

为有效预防、预控轨道交通工程建设施工过程的安全风险，强化施工安全风险的过程控制和管理工作，特研究轨道交通工程建设安全风险综合管理体系。通过对郑州市地下轨道交通1号线、2号线施工过程中的风险事故进行调研，分析事故成因机制，结合其地质条件、施工特点及施工管理情况，总结郑州市地下轨道交通工程施工过程地质风险因素及风险事件；并在风险工程分级基础上，确定适合郑州地区的地下轨道交通施工风险监控项目、风险控制指标及体系、施工控制要点及施工综合预警方法等风险管理技术标准。同时，基于郑州市地下轨道交通施工风险管理情况，构建地下轨道交通施工风险组织管理体系；建立健全规范化、系统化和可操作的郑州市地下轨道交通施工安全风险控制技术、管理机制体制，为郑州市地下轨道交通工程建设施工风险管理服务，以提高郑州市地下轨道交通建设安全风险评估乃至安全风险控制、管理的水平。