城市轨道交通创新技术推广项目简介
城市轨道交通创新技术推广项目的推出起源于2006年7月19日住建部“城市轨道交通关键技术研讨会”会议纪要（建会（2006）8号），会议提出要总结我国城市轨道交通发展的成功经验，推广已取得成效的创新技术及先进工艺工法。
中国土木工程学会轨道交通分会自2006年起每年开展创新推广技术征集，并进行评选。截止目前，共发布178项城市轨道交通创新推广技术及项目。
本次从2021年2月份开始征集，共收到59项，经专家评审，共评出了“轨道交通数字勘察关键技术的研究及应用”等20项技术类项目和“青岛市地铁8号线工程北段”等8项工程类项目为城市轨道交通技术创新推广项目，在全国轨道交通建设中予以推广。其中 8项工程类技术创新项目同时作为詹天佑奖轨道交通类申报入库项目。
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苏州市轨道交通2号线及延伸线工程
完成单位：
中铁十七局集团有限公司
苏州市轨道交通集团有限公司
中铁第四勘察设计院集团有限公司
北京城建设计发展集团股份有限公司
北京交通大学
中铁十二局集团有限公司
中国铁建大桥工程局集团有限公司
中铁十八局集团有限公司
中铁十九局集团有限公司
中铁上海工程局集团有限公司
主要完成人：
姚振康、黄 焯、王占生、袁大军、庄群虎、王华兵、王 辉、韩玉珍、王社江、贾春雷、穆永江、刘桂超、查红星、支卫清、万朝栋
1工程概况
1.1工程概况
苏州市轨道交通2号线及延伸线工程，全长42km，设站35座，总投资194.4亿元。线路串联了古城区及周边区域，无缝衔接苏州北站、苏州站两大枢纽，在富水粉细砂地层中穿越了国家历史文化名城建筑群、文保建筑、京杭大运河、高铁等。针对工程难题和挑战，开展了一系列科技创新，实现了古城保护与城市轨道交通建设的完美融合。
1.2工程特点
（1） 苏州市地处长江流域太湖水系区，工程沿线水系极其发育。如何保证地下车站及盾构隧道区间在富水粉细砂地层中的安全实施，是本工程面临的一个重大挑战。
（2）苏州是国家历史文化名城。如何控制好盾构在富水粉细砂地层施工对古城区建构筑物的扰动安全，做好古城风貌的整体保护至关重要。
（3） 火车站站～山塘街站区间先后穿越3条沪宁普速线、2条沪宁城际正线、4条沪宁城际到发线，系全国当时首次盾构穿越正在运营中的高速铁路。
（4）太平车辆段上盖综合开发项目，将车辆段与上盖板以上的汽车库和住宅等物业叠加建造，打造出江苏省首座全上盖车辆基地。
（5）苏州市作为联合国教科文组织认定的历史文化名城，在设计中本着“安全、适用、经济、美观”的原则，充分考虑人性化关怀，体现苏州江南文化底蕴。
1.3主要技术指标与技术特征
（1）车辆采用B型车，最高运行速度80km/h；
（2）线路正线平面最小曲线半径350m，竖向最大坡度28‰；
（3）正线、配线、试车线轨道采用60kg/m钢轨，车场线采用50kg/m钢轨；
（4）正线采用钢筋砼整体道床，车辆段、停车场采用碎石道床；
（5）采用5辆编组列车，3动2拖，初、近、远期开行大小交路；
（6）设计使用年限：主体结构100年；车辆段及其他房建50年；
（7）抗震设防烈度7度，按6级人防抗力等级设防；
1.4社会与经济作用
本工程的建成有效改善了城市南北向客流交通压力，日均客流达38万人次，累计运送旅客4.5亿人次。工程获评“苏州十大民心工程”。
本工程开通运营，实现了苏州“十字双城五片”的规划布局，不仅带动了高铁新城、平江新城、沧浪新城三大新城以及石路商圈的发展，同时吸引了华为研发中心、生物科技产业园、桑田岛科创园等高新技术企业和产业园区入驻沿线地带，有效引导了城市空间结构与功能布局的优化与完善。对加强苏州立体交通网络形成、提升对外衔接水平、融入长三角一体化发展等方面发挥重要作用，具有显著的社会效益、经济效益和环境效益。
2获奖情况
本工程荣获国家优质工程奖，获华夏建设科学技术奖二等奖、教育部科学技术进步二等奖、湖北省科技进步一等奖、湖北省科学技术进步二等奖等省部级科学技术奖10项，省级优秀设计奖13项，城市地铁快速铺轨施工国家级工法1项，省级工法7项；授权发明专利21项，实用新型专利15项，软件著作权5项；发表论文30余篇，专著3部；成果达到国际领先或先进水平。
3主要科技创新内容
苏州市轨道交通2号线及延伸线工程在富水粉细砂地层中，穿越国家历史文化名城建筑群、文保建筑、京杭大运河、高铁等。复杂的地质情况及古城保护难题给工程建设带来巨大挑战。面对挑战，苏州市轨道交通集团与多家高校、设计院及施工单位先后成立多个联合科研攻关课题组进行科研攻关，解决了工程建设中面临的一系列重大技术难题，多项首创技术达到国际领先或先进水平，为国内外轨道交通工程施工提供了宝贵的借鉴经验。其主要自主创新成果有：
3.1首创古城区富水粉细砂地层盾构穿越建（构）筑群
成套技术，攻克了古城建（构）筑物群保护难题
苏州是国际闻名的历史文化名城。苏州市轨道交通2号线沿古城区穿城而过，受江南水乡古城区特有的城市布局特点限制，线路穿越山塘街、石路等著名历史文化街区，盾构需长距离连续穿越苏州古城区570栋建筑物，系国内外穿越建筑群最多的线路，其穿越的建筑物多为基础薄弱敏感、承载力低、上部结构薄弱的砖混建筑物，且本工程主要以富水粉细砂地层为主，地下水系发育，承压水埋深浅，更增加了施工风险和难度。因此，做好古城建构筑物的整体保护至关重要。
（1）揭示了富水粉细砂地层盾构掘进施工扰动（含二次扰动）机理，探明了地层变形规律及力学特征。
富水粉细砂地层具有含水量大、敏感性高、易受扰动等特点，易导致盾构掘进参数失控、地层沉降超标,从而造成建筑物差异性沉降过大。
为保证苏州市轨道交通2号线富水粉细砂地层盾构穿越古城区建筑物沉降变形可控，通过在多个标段开展现场试验，经研究分析，测试探明了富水粉细砂地层地表沉降、深层土体水平变位、分层沉降、盾体周边土水应力等指标的变化曲线及规律特征（图1、2）。简述如下：
分层沉降特征。表现为从拱顶到地表的地层沉降值逐渐减小，开挖的影响范围却逐渐增大，沉降的发展总体上是从拱顶呈辐射状传递。
土体移动规律。盾体上方土体向下移动产生沉降，横向轴线两侧的土体向着隧道侧移动，纵向上一般土体向着盾构前进相反侧移动，相反如果壁后注浆压力过大时土体先背离前进方向加速移动，后逐渐稳定并向着前进方向移动，但分界区域一般会略偏于盾尾。盾构后方的土体则向着盾体所在位置移动。
土水压力变化规律。总结出富水粉细砂地层盾构施工过程中土水压力的波动循环敏感变化特征为“掘进上升、停机下降”。
此外，盾构二次掘进施工会导致地层应力重分布，当后续隧道施工时处于被扰动地层中，地层力学特性发生改变。通过对苏州市轨道交通2号线及延伸线的实际工程监测发现，后行施工引起的地层损失较先行施工普遍较大，根据实测数据可发现附加地层损失率随着应力扰动度的增加而增加，基本呈现线性关系，回归得到附加地层损失率及应力扰动度计算公式。
式中，R为有效应力扰动度，d为土体与隧道轴线的水平距离，V为第一次施工扰动引起的地层损失率（%），
为二次施工扰动引起的附加地层损失率（%）。
在盾构实际掘进过程中，难以避免出现土仓压力设定偏大或偏小，土仓压力设定偏高，盾构前方地表将产生隆起，而土仓压力设定偏低时，地表往往产生较大沉降。为解决上述问题，在探明盾构掘进过程中富水粉细砂地层变形规律和演化模式及力学特征的基础上，创新性提出了考虑土层性质、分布状况、隧道埋深及地下水情况的盾构掘进土压力设定方法为：
式中：P0为盾构掘进土压；K0为静止侧压力系数；γ0为土的有效重度；H为隧道中心深度；q为地面超载；γw为水的重度；Hw为水位面到隧道中心处距离；η为调整系数。
（2）建立了古城区穿越建筑群“四级三阶段”沉降控制标准
盾构穿越施工对建筑物的影响程度与盾构掘进空间位置及沉降槽特征密切相关，富水粉细砂地层盾构掘进引起的地表横向沉降槽特征符合Peck曲线，建筑物所处沉降槽的位置不同，差异沉降不同，对建筑物影响的程度不同。
考虑570幢建筑物的结构型式、重要性、保护要求，将所有建筑按“国保省保文物”、“一般文保建筑”、“古旧建筑”、“普通房屋”四个级别进行分级；结合富水粉细砂地层地表、建筑物变形特征，按分阶段、变形分配的思路建立不同阶段的建筑物变形控制标准，最终，研究制定了苏州轨道交通2号线盾构穿越古城区570栋建筑物的“四级三阶段”沉降控制标准如表1所示。
（3）发明了抗水分散性好、体积收缩率小的新型注浆专利材料
对于盾构掘进工程，外在影响主要表现在地表沉降，传统的可硬性浆液在富水粉细砂地层中在控制地表沉降等方面不能发挥良好作用，原因为：凝结时间短、易堵管、坍落度经时变化大、保水性及抗水分散性较差等。为控制地表沉降，保证古城区被穿越建筑物安全，针对富水粉细砂地层中盾构掘进沉降特征，研发了以消石灰作为主要胶凝材料的新型浆液材料，消石灰能够有效防止浆液在富水粉细砂地层中离析和降低泌水率，并能够激发粉煤灰的活性，从而对浆液的后期强度增长起到了积极作用。新型浆液材料同时也克服了传统惰性浆液凝结时间长、固结体强度低、体积收缩率大等缺点，综合性能优良，可实现充填性、流动性、固结强度三者之间的良好匹配。
（4）发明适应富水粉细砂地层的高膨胀率新型渣土改良专利材料
对于富水粉细砂地层，渣土改良泡沫剂在改善土体塑流性、降低渣土渗透系数、稳定开挖面、利于刀盘切削和螺旋输送机排土等方面具有重要作用。新型渣土改良材料在渗透性、流塑性、内摩擦角改良等方面具有良好效果，可有效提高土仓内渣土流动性，减小盾构总推力和刀盘扭矩，确保土仓压力的均匀稳定，同时有利于盾构掘进地层沉降控制。新型注浆材料和新型渣土改良材料的研发为富水粉细砂地层盾构掘进沉降控制提供了关键技术保障。
（5）提出了基于盾构实时姿态的壁后注浆量计算方法，形成了穿越建筑物施工技术指南
鉴于实际施工中，盾构掘进姿态处于不断调整状态，可能姿态偏差过大导致地层损失明显增大，结合实际工程，探明了盾构掘进姿态引起的地层损失规律，建立了盾构掘进姿态不良地层损失物理模型，提出了基于盾构掘进实时姿态的壁后注浆量计算方法。
式中：m、n分别为盾首和盾尾的水平偏差值，p、q分别为盾首和盾尾的垂直偏差值，D为盾构开挖直径，B为管片宽度，d为管片外径，α为注入率。
基于上述大量理论研究和工程实践，形成了考虑包含盾构机状态、掘进参数、姿态控制、盾尾刷、盾尾油脂、渣土改良及壁后注浆（同步注浆和二次注浆）等因素的盾构穿越施工技术指南，总结形成了以渣土改良和注浆参数控制为核心的盾构微扰动掘进技术体系，并配套制定了盾构穿越建筑物施工管理办法。
3.2首创盾构直接切削大直径钢筋混凝土群桩成套技术
君在姑苏见，人家尽枕河。广济桥位于古城区主干道，，该桥为三跨简支板梁桥，桥长43m宽32m，是连接历史文化名街山塘街的重要桥梁，周边建筑物密集，紧邻石路大型商圈、国家5A景区留园以及金阊实验小学等桥面交通流量大。苏州轨道交通2号线石路站由于其距广济桥仅60m左右，致使线路难以避让，只能从广济桥下穿过，因此共有14根直径1m～1.2m灌注桩侵入区间隧道。若能在盾构改进加强的基础上实现直接切削破除桩基，可为今后隧道线路设计提供更多的可选性与灵活性，也可避免传统拆复建方式带来的弊端，工程意义重大，社会及经济效益显著。
（1）开发了被截桩建构筑物荷载转移及变形控制可靠加固方法，创造性提出主动切桩设想
盾构切桩会破坏原有桥梁结构承载体系，增加墩台沉降、桥梁结构局部变形风险，此外，被截残桩的集中荷载作用，会增加新建盾构管片结构的安全风险。为此，研究开发了盾构切桩墩台与管片可靠的加固方法，其核心是通过扩大桥墩承台截面面积和素混凝土置换墩台下部软土土层，提升被截断桥梁结构的承载能力和变形控制能力；通过预留注浆孔在管片外围注入新型准厚浆，有效托举管片上方残桩、分散桩端对管片结构的集中荷载作用，完成切桩后上部结构和新建管片结构的力系转换。
（2）建立了基于热力耦合的刀刃-钢筋-混凝土动力切削模型，提出了刀刃分区分带切削钢筋模式和分次切筋理念
首次创新建立了考虑热力耦合的 “盾构刀具-混凝土-钢筋”动力切削模型，实现了盾构刀具切削钢筋和混凝土三维全过程数值仿真，探究“刀-筋”、“刀-砼”的相互作用与机理，并研究了刀刃参数对切削的影响规律。为利于将钢筋切断成合适长度，基于刀具高低差配置思想，提出配置超前贝壳刀以实现分次切筋的切削理念。研究建立了相邻贝壳刀切削桩身混凝土分析模型，发现了相邻轨迹间混凝土侧向挤压崩碎后形成砼脊的现象；通过建立刀盘切桩数学模型，探明了刀间距、刀具切削深度、刀盘推力、扭矩、不平衡力及倾覆扭矩对切削效能的影响规律，提出了合理控制切筋长度的分次切筋理念。其核心是以磨削为基本原则、完整切削长度为目标，采用超前贝壳刀初次切割钢筋成段，同时防止桩侧混凝土剥离成片丧失边界约束，普通贝壳刀对成段钢筋进行二次切割。
（3）发明了适应连续切削大直径群桩的新型专用刀具，提出了刀盘群刀综合立体配置方法
本工程基于金属摩擦学理论，首次建立了综合考虑磨粒磨损、粘着磨损以及疲劳磨损形式的盾构刀具磨损定量评价模型；通过盾构被动切削钢筋混凝土桩的案例调研，总结了盾构切削大直径钢筋混凝土群桩刀具损伤分区特征及磨损规律。
针对盾构切桩时刀具产生的不等量磨损、刀盘整体切削性能难以发挥的问题，提出了盾构切桩刀具等量磨损布置原则和刀具数量设定方法。
式中：δ为刀具磨损量，T为刀刃宽度，h为贯入度，Ri为刀具安装半径，S为刀间距，k1、k2、k3为磨粒、粘着、疲劳磨损系数，L为切削轨迹长度，rj为刀具切削半径，Sp为桩基中心偏离刀盘中心距离，R为桩基半径，v为盾构千斤顶推速，n为刀盘转速，i为刀盘切削次数，m为刀具布置数量，k为磨损系数。
项目系统研究了刀刃参数对盾构刀具切削能力的影响规律，通过对刀刃角度、刀身宽度等参数进行优化，研发了具有刚度大、耐磨性强、切削能力充足等特征的双面刃新型专用刀具（负前角、零后角），并成功应用于多个地铁盾构工程。除新型刀具研发外，盾构切削大直径钢筋混凝土群桩对盾构机刀盘、刀具配置提出了新的复合型功能要求。与传统刀盘刀具配置不同之处在于，刀盘刀具配置既要满足盾构机切桩需求，还要满足盾构机在软土中常规掘进的要求，做到切桩、切土软硬兼顾，现有的刀盘刀具配置难以具备这样的功能。
为解决上述问题，基于分次切筋理念、刀间距和高差不同参数切削性能对比研究，提出了满足多种功能需求的盾构刀盘刀具综合立体配置方法。总体思路为鱼尾刀+密集小贝壳刀增强中心区域切桩能力，正面大贝壳刀剪切钢筋、混凝土，边缘大贝壳刀实现盾构超挖，羊角先行刀作为储备切削刀，具体配置要点如图8所示。
（4）形成了一套盾构切削大直径钢筋混凝土群桩的盾构机改造方法与掘削控制技术体系
切桩施工前，除了刀盘刀具，还应对螺旋输送机、小流量推进泵、外包管等方面进行切桩适应性改造。从利于排渣、降低磨损、加强应急三个方面对螺旋输送机进行了改进，将螺杆由之前的有轴式改为无轴式，在螺旋杆外侧表面、螺旋筒内壁上增加耐磨堆焊，在筒体外壳上追加4个检查孔便于紧急情况下可采用人工切断钢筋；由于大直径桩基中存在粗钢筋，为保护刀具，刀盘切削时应让刀具每次只“啃”一点，即以“磨削”为基本切桩理念，应增加一台小流量低速推进泵，以保证盾构机切削桩基时能够低速、稳速推进。
基于试验研究、工程实测分析，形成了一套对切削大直径桩基的掘削参数设置及控制方法：推速控制以“慢且稳”为原则，由于切桩过程中实际推速波动幅度较大，为减少刀具合金刀刃崩裂以及控制刀盘的实际切深不至于过大，推速设定值应不超过2mm/min；刀盘转速宜用中档，转速过快则对刀具合金的侧向冲击大，转速过慢则切深大，推力扭矩易较大；当刀具磨损严重而推力扭矩较大时，可通过降低推速、适当增大转速以减小切深，或刀盘正反转的方法来降低；切削圆桩的前、后期时桩基截面较小，可适当提高推速以缩短切桩时间，盾构连续工作时间过长对其自身机械性能不利。
3.3研发“带箱式转换巨型框支柱-剪力墙”新型结构
轨道交通车辆基地占地规模较大，但可供物业开发的集中地块面积并不大，需要在停车列检库、联合车库上盖大平台进行高强度的物业开发。当在停车列检库、联合车库进行高层物业住宅开发时，由于平台上下使用功能及空间利用不同，导致上盖物业住宅剪力墙全部无法落地，需要在上盖平台上进行较大规模、复杂的结构转换。但是我国现行结构设计规范对这类剪力墙完全不落地的转换结构体系进行了限制，由此给结构设计带来相当大的困难，从而制约了车辆段上盖高层物业住宅的开发。
（1）提出了适用于轨道交通车辆基地的带箱式转换巨型框支柱-剪力墙结构设计体系，突破了建筑适用高度50米的限制
基于现有结构体系，立足于国家现行规范，提出通过在盖下车辆段的塔楼影响范围内设置巨型框支柱，以提供足够的抗侧刚度，保证盖下/盖上抗侧刚度比满足规范要求，避免层间刚度突变；采用箱式转换层将车辆段上盖高层物业住宅剪力墙全部转换，提出带箱式转换的巨型框支柱-剪力墙结构体系。带箱式转换的巨型框支柱-剪力墙结构体系典型剖面如图9所示。
根据地铁车辆段工艺对建筑空间的具体要求，研究确定了该新型结构体系的主要设计原则和设计参数：①带箱式转换巨型框支柱-剪力墙结构一般设计原则按大底盘-多塔结构；②巨型框支柱柱网至少跨越两股股道，最佳柱网尺寸跨越股道方向为14m、沿股道方向为9m；③一、二层框支柱截面渐收；④一层车辆段净高不小于7m、二层汽车库净高不小于4m，一、二层框支柱最佳截面尺寸为2.5m×2.5m～2m×2m，可有效避免现有转换技术因超大层高差异带来的刚度突变问题。
3.4研创城市轨道交通工程快速铺轨成套技术
苏州市轨道交通2号线及延伸线铺轨施工面临线路长，跨度大，线路道床类型多，工艺变化大，并且线路正线最小曲线半径为350m，最大坡度为28‰；平坡，浮置板预制钢筋笼运输和安装技术要求高，疏散平台安装定位要精确，钢轨焊接质量技术标准高等难题，如何让快速高效地完成铺轨施工，保证轨道安装精度，是本工程的重点。
（1）自主研制了地铁道床施工移动搅拌车、公铁两用钢轨接头焊接施工车、变跨铺轨机等施工专用设备，提高了轨道机械化作业程度和施工效率
研制了公铁两用焊轨车安装了轨轮和轮胎两套走形系统，自带动力能够在公路和铁路上行驶，垂直支撑系统能实现两套走形系统的转换，可自行完成作业面间的转移。道床施工移动搅拌车自带搅拌罐，从下料口接收砼后在行驶中搅拌罐对混凝土均匀搅拌，实现了长距离的砼输送，减少了下料口的设置，可有效防止砼离析。变跨铺轨机支腿可上下伸缩以适应隧道空间内的高度转换，横梁可伸缩以适应1508～3800mm间距走行轨满足地铁铺轨多种工况，最小变跨至1435mm轨距可走行正线轨以快速拖拉转移作业面，并无需整体解体即可整机装车运输。
（2）自主研制开合式水冷线圈感应正火、浮置板钢筋笼轨排固定吊装等工艺，提升了作业效率和环保效能
自主研制了开合式水冷线圈感应正火工艺，制作低电感热耗散不对称开合式水冷无氧 T2 紫铜管感应线圈，仿形安装于钢轨焊接接头处，利用中频发生器电源给感应线圈供应交变电流产生交变磁场，钢轨上产生涡流实现接头加热正火，按设定的程序加热，实时测温反馈发生器自动调整功率保温透热控制正火质量。线圈内通水循环降温，线圈包裹绝缘隔热耐高温材料，保护感应线圈，不对称开合式水冷感应线圈感应正火单作业面人员配置6人，较明火作业的8人减少2人，日正火50个头，杜绝了的氧气乙炔燃爆安全隐患，避免了常规正火工艺产生大量烟尘、CO2，表里温差大等问题，较传统技术降低34%的碳排放。
预制轨排钢筋笼法施工浮置板技术降低了钢筋砼损耗，将传统技术的日进度由20m提升到50m，节省人工41%。钢筋笼轨排的整体性加固及锁定装置有效控制了吊装驳接过程中轨排的变形，稳定了轨排质量，降低了调整工作量。
（3）研发了精确配轨、基标点平差测设、轨底坡测控技术提高了轨道安装精度
精准配轨技术的核心是轨排在制作时为直线状态，曲线段轨排制作时需要将轨排从曲线状态还原到直线状态进行制作，主要方法是将曲线段轨排以轨排中心线的切线方向，将轨排从中间向两端自然展开为直线状态。轨枕布设时，圆曲线段轨枕按轨排中心线向轨排两端扇形均匀分布，曲线外侧轨枕分布增加该轨排缩短量的一半，曲线内侧轨枕分布减少该轨排缩短量的一半。缓和曲线段轨枕从缓圆点至直缓（缓直）方向分布，曲线外侧轨枕分布增加该轨排缩短量的一半，曲线内侧轨枕分布减少该轨排缩短量的一半。精确配轨技术成功解决了传统的配轨方式中通过锯轨实现钢轨调配造成的浪费问题，大幅提升了 25 米钢轨的利用率，节约了施工成本。
近似平差调整轨道控制基标点技术，即根据已知导线点放样控制基标点的待定点，将待定点两端加入已知导线点构成附和导线，比较附和导线的实测边角关系与理论边角关系，调整各个待定点的位置，使待定点的点位误差落在要求范围之内，即可将待定点确定为控制基标点。将所有的控制基标点关联起来形成新的轨道控制导线，调整了放样过程中的人为误差，提高轨道控制点的精度，从而提高轨道控制基标的精确度和轨道状态的质量，使列车能平稳快速地运行。
苏州市轨道交通2号线及延伸线既有隧道，又有高架区间，高架短枕道床的轨底坡要求高于隧道内长枕道床，关系到行车的平稳和钢轨的磨损问题，为延长轨道寿命，提高乘车的舒适性，研究提出了轨底坡测控技术，即在主梁的中央位置上面设置把手，主梁的侧面左右等距离位置设有两组等间隔平行的测深尺，在两组测深尺的尺尖正方向相对应位置设两组轨底辅尺，在两个为一组的测深尺中间位置的主梁上设有两个限位块，在主梁与轨面接触的位置设有耐磨块。利用点线距测高差的几何原理，替代了传统人工校验，测量精度高，可精确到毫米，读数简单直观，可快速计算出轨底坡，实现轨底坡的直观测量，实时发现误差并及时调整轨道状态。
3.5创建研发数字化车辆检修平台
苏州市轨道交通2号线及延伸线工程采用产、学、研、用相结合的研发模式，充分利用各方优势，开展城市轨道交通数字化车辆检修理论研究、技术创新、装备研发、工程应用，发明了在线运营车辆综合检测探伤技术，实现车辆几何形变和8大部件安全状态数据的实时获取、分析及对策制定；构建了车辆数字化运营安全保障系统，提出了多种适用于车辆基地快速建模及模型智能优化的关键技术，攻克了车辆检修仿真及优化的难题，为城轨车辆的“状态修”、“集中修”及“数字检修”奠定了坚实的基础
（1）发明了在线运营车辆综合检测探伤技术
发明了在线运营车辆综合检测探伤技术，实现了车辆几何形变和转向架等八大部件系统安全状态数据实时获取，实现关键部件的智能预判，将车辆平均退出正线运营故障率降至0.2次/万列公里。
（2） 构建了车辆数字化运营安全保障系统，提出了多种适用于车辆基地快速建模及模型智能优化的关键技术
构建了车辆数字化运营安全保障系统，提出了多种适用于车辆基地快速建模及模型智能优化的关键技术，实现了1km半径广域空间、5mm高精度的车辆基地环境场景构建，突破了从工业模型到VR系统的轻量化及格式转换技术的规模瓶颈，研建了转向架及轮轴等车辆部件的数字化检修基地。
本工程研建了车辆数字化检修基地，攻克了车辆检修仿真优化的难题，使得车辆基地的年检修能力提升140%，为智慧城轨的建设，做出了有益探索。
4新技术应用与效果
本工程施工技术含量高，施工难度大。工程建设中始终落实创新理念，充分发挥科技的支撑引领作用，成立科研攻关组，积极开展科技攻关，通过新技术应用创新，优质高效地完成了施工任务，取得了卓越的技术、经济、社会和环境效益，新技术应用情况如下：
（1）古城区富水粉细砂地层盾构穿越建筑群成套技术
通过采用板+桩，结合袖阀管注浆的施工工艺，对盾构掘进渣土进行泡沫改良，发明使用“准厚浆”同步注浆等方式，对富水粉细砂地层盾构连续穿越古城建（构）筑物群风险分级控制，变形分阶段、分区控制，创新了以渣土改良和注浆参数控制为核心的盾构掘进微扰动控制技术体系，成功解决了富水粉细砂地层盾构连续穿越古城区建（构）筑物群、穿越沪宁城际铁路因地层扰动易引起的古城区古建构筑物破坏、铁路路基沉降过大等技术难题。
通过该技术的成功应用，实现了富水粉细砂地层盾构连续穿越古城区古建构筑物零破坏，沪宁普速线和沪宁城际铁路过渡线最大沉降为-3mm，沪宁城际铁路最大沉降为-0.7 mm。为今后的盾构穿越高速铁路线施工积累了丰富的经验。
（2）盾构切削大直径钢筋混凝土群桩关键技术
创新性开展了盾构切削钢筋混凝土桩原型试验，首次研发建立了考虑盾构刀具-混凝土-钢筋相互作用的热力耦合动力切削模型，发明了适应连续切削大直径钢筋混凝土群桩新型专用刀具，开发了截桩后的建(构)筑物荷载转移及变形控制可靠加固方法等在内的盾构直接切削大直径钢筋混凝土群桩成套关键技术，解决了既有建（构）筑物制约地铁线路整体规划的难题，避免了直接拆除规划线路上既有建（构）筑物导致施工成本增加和施工周期延长。
通过该技术的成功应用，实现了软土地区盾构切桩连续掘进的目标，突破了盾构切削大直径钢筋混凝土群桩的技术瓶颈，创造了盾构连续切削14根大直径钢筋混凝土群桩的国际先例，避免了广济桥拆复建对周边居民生活、出行的影响，直接缩短工期15个月，节省费用约1.8亿元。
（3）“带箱式转换巨型框支柱-剪力墙”新型结构体系
通过在盖下车辆基地的最有利区域设置巨型框支柱，提供足够抗侧刚度，保证盖下、盖上刚度均匀变化；结合箱式转换设计理念，将车辆基地上盖高层住宅的剪力墙全部转换。该发明解决了车辆基地上盖物业开发工程中由于工艺要求造成的超大层高差异、竖向构件不连续、转换结构跨度大等问题，并同时解决了盖上覆土自重大造成的不利于结构抗震问题。
带箱式转换巨型框支柱-剪力墙结构的使用，突破了现有技术仅适用于转换上盖框架结构体系的限制，进而突破了建筑适用高度50米的限制（太平车辆段停车列检库上盖建筑高度达到了74米，为当时国内地铁车辆段上盖物业开发建筑群的最高记录），节约土地10.4万m2，提供开发建筑面积68.6万m2，创造经济效益11.6亿元，为抗震设防区车辆基地上盖开发更高效集约利用土地提供了开创性的解决方案及实践经验，并对在类似工程中开发生态区域和打造绿色城市空间具有重要的指导和借鉴意义。
（4）研发应用数字化检修平台
轨道交通2号线及延伸线工程发明使用了在线运营车辆综合检测探伤技术，实现了车辆几何形变和八大部件安全状态数据的实时获取、分析及对策制定；使用车辆转向架及轮轴的集中数字化检修技术；研建了车辆数字化检修基地，建立使用了全控件VR仿真引擎等数字化检修技术，为智慧城轨建设做出了有益探索，攻克了车辆检修仿真及优化的难题，使得车辆基地年检修能力提升140%。
（5）城市轨道交通快速铺轨成套技术（国家级工法）
苏州市轨道交通2号线及延伸线工程创新研发使用了城市轨道交通快速铺轨成套技术，解决了城市轨道交通铺轨施工设备、工艺的局限性，提高了轨道安装精度及作业效率，施工环保高效。
预制轨排钢筋笼法施工浮置板技术降低了钢筋砼损耗，将传统技术的日进度由20m提升到50m，节省人工41%；钢筋笼轨排的整体性加固及锁定装置有效控制了吊装驳接过程中轨排的变形，稳定了轨排质量，降低了调整工作量；精确配轨技术成功解决了传统的配轨方式中通过锯轨实现钢轨调配造成的浪费问题，大幅提升了 25 米钢轨的利用率，节约了施工成本；开合式水冷线圈感应正火工艺杜绝了的氧气乙炔燃爆安全隐患，避免了常规正火工艺产生大量烟尘、CO2，表里温差大等问题，较传统技术降低34%的碳排放。
通过应用城市地铁快速铺轨成套施工技术，实现了铺轨施工的质量自动控制，大幅降低了砼的运输浇筑损耗，降低了工费、机械费及浇筑污染，加快了施工进度，提高了施工质量及轨道安装精度。
（6）地铁盾构隧道端头加固及联络通道冻结法施工关键技术
针对苏州透水性强、承载力低的软土地层，率先采用地铁盾构隧道端头加固及联络通道冻结法施工关键技术，提出并使用了软弱富含水地层隧道盾构始发与接收端头水平冻结加固技术。
通过应用本技术创新成果，避免了苏州市轨道交通2号线延伸线月亮湾站～松涛街站区间隧道、联络通道及泵房施工范围内燃气及污水管线的迁改，节约迁改费用100万元，节约河道治理费用170万元，缩短了施工工期，减少各项投资270万元。
（7）火车站与地铁换乘车站一体化逆作法施工技术
针对苏州市轨道交通2号线火车站站与苏州火车站换乘共建，工程地质条件差、周边环境复杂、结构复杂的难题，创新性的提出了富水软弱地层中异形深大基坑分期和顺逆做相结合的整体筹划方案。提出了地下一层采取放坡开挖、地下二、三层采取地下连续墙围护施工，地下二、三层的深基坑“十”字交叉，地下二层采用顺作法施工，地下三层采用逆作法与上部结构同时施工的一体化逆作法施工技术，解决了施工过程中拆迁延误、工程体量大、不同工序施工干扰等问题。
通过采用一体化逆作法施工，地上、地下结构同时施工，工程总工期缩短三分之一；挡土结构与基础结构和二为一，节省了临时支护挡土费用、基坑超挖土方费用及外排水费用；由于使用了原结构作为内支撑，节省了深基坑支护中的临时支撑费用且缩短工期，相应节约了施工费用。同时，逆作法施工保障邻近建筑和市政设施的安全不受影响；及早提供上部结构施工场地，保证了工程周围环境整洁、安全；地上建筑建设工期相对缩短，产生了良好的社会经济效益。
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