科技支撐下的北京軌道交通

2009年，北京軌道交通在施線路將達13條。預計到2015年，13條新線陸續建成，北京軌道交通運營總里程隨之猛增至561公里，并形成“三環、四橫，五縱，七放射”的軌道交通網絡。

軌道交通掀起前所未有的建設高潮，離不開強大的科技支撐。據北京市科委有關負責人介紹，在現有的軌道交通線路建設中，建設者積累了多項先進科學的施工技術，完成了穿越既有軌道線路、鄰近房屋建筑施工、下穿交通要道等“風險點”工程；創造實施了明挖法、蓋挖法，鋪蓋法、淺埋暗挖法，盾構法等施工方法。近年來，北京市科委支持了一系列軌道交通建設方面的核心技術。

CBTC控制系統

為培育，推動我國自主知識產權的基于通信的CBTC(系統基于通信的列車控制系統)系統的研發創新、中試、生產制造、示范工程與全面應用，北京市科委相繼通過三期立項，在不同階段發揮產學研聯合體中不同主體的階段優勢，促進科研和生產緊密結合，創新機制攻關地鐵高端核心技術，取得了明顯效果。

北京市科委組織北京交通大學與北京地鐵投資，建設、運營三家公司簽訂了“北京城市軌道交通發展合作協議”，選取“基于通信的城軌CBTC系統研究”作為攻克地鐵高端和核心技術的突破口，攻克了CBTC系統的關鍵技術，完成整個CBTC系統的系統集成測試，并在北京地鐵1.3公里的試車線上進行了功能和性能試驗，達到了IEEE發車間隔90秒的標準，各項功能和性能技術指標達到國際先進水平。

到目前，北京市利用4年的時間完整地完成了CBTC系統核心技術的研發，試驗和工程化三個完整過程的接續，探索了一條官、產、學、研聯合進行核心技術研發、應用的體制和機制，充分發揮各方在研究，開發，應用不同階段的優勢和積極性，聯合攻克核心技術。下一步，北京市科委將繼續組織相關單位開展安全設計平臺和驗證手段的研究與建設，以及核心技術的標準化和產業化工作，將其做成一個高附加值的高新技術產業鏈，每年將為北京創造10億元以上的產值，節約外匯資金1.5億美元以上，在整個軌道交通信號系統的生命周期內，節約三分之一的建設與運營維護成本。

淺埋暗挖法

大跨度隧道采用淺埋暗挖法穿越既有地鐵構筑物是城市建設中必須面臨的重要課題，也是難度最大的技術問題之一。北京地鐵五號線崇文門車站和東單車站隧道穿越工程的規模之大，條件之復雜以及控制標準之高是國內外罕見的。

“淺埋暗挖法近距離穿越既有地鐵構筑物(區間與車站)關鍵技術研究”課題是由北京市軌道交通建設管理有限公司等單位完成的。該課題的研究，形成了一套穿越既有線的關鍵技術，并在地鐵5號線崇文門站、東單站穿越既有地鐵線工程中得到了很好的應用，既保證了新建施工的安全和按期完工，也保證了既有地鐵環線的運營安全。從而為地鐵5號線按期投入運營，實現奧運配套設施工程的承諾，緩解交通擁堵，方便市民出行做出重要貢獻。

超淺埋單拱大跨雙側洞法

“超淺埋單拱大跨雙側洞法暗挖地鐵車站施工技術研究”是由北京市政建設集團有限責任公司等單位承擔的課題。本課題圍繞北京地鐵5號線張自忠路站而開展。該車站為國內外第一座車站暗挖采用單拱流線型雙側洞法施工，為超淺埋隧道。針對超淺埋，單拱兩柱、大跨度，地下管線密布、拱頂為含水粉細砂層等復雜環境條件的雙側洞法地鐵車站施工存在的關鍵技術難題，該課題運用室內土工、數值模擬分析，現場試驗和監控量測等研究手段，經過2年多的研究和工程實踐，首次在國內外成功開發并實施了單拱流線型大跨雙側洞法淺埋暗挖地鐵車站，形成了一整套關鍵技術，實現了復雜環境條件下雙側洞法施工技術的重大突破，從實踐上突破了側洞法施工的傳統理念，開發，豐富了淺埋暗挖法施工地鐵車站或大斷面隧道的應用領域。

通過應用成果，成功修建了國內外第一座單拱流線型雙側洞法地鐵車站，填補了空白，在業界引起了極大反響及傳統理念的突破。課題成果如地層變位分配控制原理，注漿大管棚。二襯施工新理念等在北京地區以及國內地下工程界已逐步全面推廣。

小間距、長距離盾構隧道施工技術

“北京地鐵小間距、長距離盾構隧道設計與施工關鍵技術研究”由北京市軌道交通建設管理有限公司等單位完成。該課題緊密結合北京地鐵十號線三元橋站至亮馬河站區間小間距，長距離平行盾構隧道旁穿南小街8號樓等建筑群的設計與施工實踐，首次在北京地鐵成功實施了小間距(最小凈距1.7m)，長距離盾構隧道的設計和施工，總結出一套較完整的設計，施工與監測技術，既保證了兩隧道的安全也保證了鄰近樓房的安全，為國內首創。

該課題將增量法和盾構隧道結構設計中常用的修正慣用法有機地結合，提出了能夠反映小間距、長距離盾構隧道施工全過程的計算方法。同時結合地層結構數值模擬計算，也解決了對鄰近樓房安全預測、口]題。研究提出了一套小間距，長距離平行盾構隧道防護加固方案和措施、設計分析方法，并成功實施。通過后行盾構的施工實踐，總結形成了一套完整的后行盾構施工保障措施確保后行盾構施工對先行隧道及其周圍土體以及地面環境的影響最小，相關的組織措施和現場管理方法行之有效。

該項目成果的成功實施避免，施工對城市地面、道路的占用，保證了地面交通的暢通。

火災安全評價和應急系統

隨著城市地鐵的不斷發展，隨著我國地鐵運營線路和客運量的增加，地鐵內發生火災的可能性也隨之增加、災害造成的損失也不斷擴大，這已經引起了有關方面的高度重視。地鐵火災在威脅社會秩序和民眾的生命安全、造成巨大的經濟損失的同時，還導致社會的混亂，使人的心理產生恐懼，而且災害處置的結果直接影響著國家政治經濟的穩定和發展，已成為各級政府面臨的新挑戰。

“地鐵系統火災安全評價和應急系統研究”由北京市地鐵運營有限公司完成。該項目主要以北京地鐵為研究對象，采用理論分析、數值模擬計算，現場測試及模型實驗相結合的方法，主要解決了復雜條件下的地鐵火災煙氣的擴散特性和人員疏散規律的數值模擬計算問題，準確描述了火災煙氣隨時間和空間變化的規律以及人員疏散規律，為優化通風排煙模式和制訂最佳疏散路線提供了充分的依據。同時，應用這些研究成果，結合地鐵安全管理的實際情況，從預防，預備、響應和恢復等方面系統地編制了地鐵火災應急預案，開發了相應的計算機仿真軟件，解決了應急預案的系統性、完整性，實用性以及培訓演練問題。

DKZ6新型地鐵客車

為全面提高我國軌道交通建設和運營水平，打破國際上少數發達國家生產不銹鋼車的壟斷，使我國車輛技術達到國際先進水平，結合北京地鐵13號線車輛的制造，北京市軌道交通建設管理有限公司和長春軌道客車股份有限公司聯合研制出我國第一列4輛編組輕型化無涂裝不銹鋼地鐵列車——DKZ6新型車。

該車在國內首次采用鼓形輕量化不銹鋼車體；結構設計和制造工藝合理，承載能力強，30年壽命期內車體免維護；采用點焊焊接工藝，滿足國際標準；車體外表面無需涂漆。

DKZ6新型車研制成功，為全國地鐵車輛的選擇提供了新的車型。車輛配套的電氣牽引系統，制動系統、空調系統及轉向架的開發與應用，對我國不銹鋼地鐵車輛產業化生產起到重大推動作用。該車制造和運行檢修過程實現了綠色環保，節約能源，社會效益顯著。

軌道交通安全建設

為健全規范化、系統化、信息化和可操作的北京地鐵建設安全風險控制技術、信息化管理系統，整體提高北京地鐵工程建設安全的技術和管理水平，最大程度地降低北京地鐵工程建設中安全事故的發生，北京市科委開展了“北京地鐵工程建設安全風險控制及信息化管理平臺的研究與應用”工作。

該項工作通過對地鐵工程建設安全風險控制技術、管理體系以及地鐵工程建設安全風險管理信息化平臺的研發與應用開展科技攻關，形成一套系統的、貫穿北京地鐵建設土建實施全過程的安全風險管理體系和技術標準，開發一套適合于北京地鐵建設特點的安全風險監控，評估預警與管理的信息化管理平臺，有效地控制施工風險，提高安全風險管理水平，降低地鐵建設對環境、市民生活和工作所帶來的不利影響。