7号线是上海轨道交通网络中一条南北走向的骨干线，全长34.38公里，北起浦西祁华路站，穿越黄浦江至浦东花木路站，跨越宝山、普陀、静安、徐汇、浦东新区五个行政区域，串联起上海大学、大华居住区、静安寺、常熟路、世博南北两岸、六里居住区、北蔡居住区、新博览中心等共28座车站。

 

　　联合承担上海轨道交通7号线建设的上海申通地铁集团有限公司、上海市城市建设设计研究院、同济大学、上海市基础工程有限公司、上海轨道交通设备发展有限公司、上海市第二建筑有限公司等多家单位，以“上海轨道交通7号线工程关键技术”之名获得了2010年度上海市科技进步二等奖。

 

　　7号线是上海市政府为迎接2010年上海世博会而建成的5条直接服务世博的轨道交通线路（4号线、6号线、7号线、8号线和13号线世博段）之一。地铁与世博会渊源已久，英国伦敦于1856年决定修建并于1863年正式建成开放的世界上第一条城市地下铁道，就正是在伦敦1851年举办首届万国工业博览会、1862年及1908年两次举办世博会期间建设的。在那一段时间，伦敦人口从270万激增至660万，为了解决交通问题，伦敦市政府决定将解决之道延伸到地下。

 

　　正如台湾中天电视台在《上海世纪梦》节目中所描述的，上海市在市中心举办的世博会，已不是一个展览会，而是一整个城市的改造计划。7号线，即正是这次城市建设中的交通网络建设的一部分。7号线浦东段共有5座车站分布在世博园区东南边沿，分别是后滩站、长清路站、耀华路站、云台路站、高科西路站，这5座车站是世博会非常重要的客流集散点。

 

　　在工程中创新技术并非工程建设之首要任务，但在过程中若有技术创新，显然更是难能可贵之事。7号线的建成就是这样既成功满足社会需求，又同时促进了技术进步的一项工程。7号线牵涉到方方面面的技术――地铁工程规划、设计、施工、机电设备等。因此在这篇文章里，我们无法像往期那样，带读者走近某一项技术的内部。这篇文章要做的，是带着读者，作为乘客、作为沿线的居民，感受建设方在技术创新方面为我们付出的努力。

 

　　7号线给人最为醒目的特征，可能要算它橙色的颜色标志了。事实上，7号线在设计时就基于人文地铁的理念，确定了“金橙秋实”的主题概念。此一概念也反映在站台和墙面上。比如，站台部位设计了独特的艺术主题墙，不仅为乘客加强导示作用，同时以橙色为主基调向冷暖两端作定量偏移，打造了黄、橙、金的整条线的主题色彩背景。再如，7号线的各个装潢立面基本上都有以站名为主要内容的大型墙面，背景为橘红色调的水果图案。虽然后滩站使用2010年世博会中国馆、静安寺站使用静安寺、上海大学站使用上海大学图书馆形象，但同样深具人文气息。

 

　　水果图案的或者特殊形象的站台背景，加上橙色的颜色基调，可以使乘客一进入地下，就能感受到7号线的独特韵味。

 

　　乘车之前，查找行程路线的乘客，在车站公共区可享受到智能查询终端。7号线的智能查询终端利用轨道交通网络系统的信息资源，可以提供广泛的实时交通信息。在确定路线的情况下，乘客还可以享用到全新设计的自动售检票系统。7号线的售检票设备外形统一，操作方便，界面人性化。和橙色的主题色一样，7号线的购票设备也有着独特的个性特质。

 

　　与以往上海的地铁不同的是，7号线还首次在全线各车站付费区设置自助补票机。自动补票机是创新型轨道交通自助AFC终端设备，它的主要功能是通过乘客的自助操作完成自动补票。自助补票的过程包括票务确认、接受票务收费和自助补票处理及找零等过程，同时向乘客提供必要的查询信息。由于成功融合了轨道交通领域自动售票机的自助售票模式和半自动补票机的补票处理功能，7号线的自助补票机在国内称得上居于领先水平。

 

　　在橙色的氛围中利用先进的购票机买好车票，接下来就是等车了。乘客在此期间并不会感觉到压抑，因为7号线的空调和通风设计同样颇有巧思。在大交路段，根据远期高峰小时行车密度为每小时15对的特点，7号线的建设者，将上下行线的活塞风井和机械风井合并，通过风道内设备的巧妙布置，同时满足了上下行线路的通风需求。要知道，这一方案的风井配置比常规方案减少一半，对环境影响大大减小，征地拆迁面积更是减少了40%，他们的这一发明还获得了专利“一种地铁车站活塞风井系统”。当然更重要的是，它对于站台内的通风状况有了良好保证。

 

　　站台上的通风一方面用于改善站台环境，另一方面也需考虑应对火灾状况。7号线的站台空调通风采用了送、排风管在站台两侧大小非对称设置的两送两回气流组织形式，改善站台环境，降低站台高度，节约土建成本的同时，还可以确保火灾情况下车站内的排烟速度更加迅速。事实上，建设者的这一发明已经形成了专利“地铁车站岛式站台非对称两送两回空调气流输送系统”。根据火灾时关闭与排烟无关的通风空调系统原则，他们设计的一套空调通风系统联动运行模式操作表，不仅完善了车站的防排烟功能，还增强了车站安全功能。目前这一联动操作模式已在上海其他各地铁线路和全国推广应用。

 

　　7号线的车站内部的站厅、站台等设施也很有特色。在满足客流集散及消防疏散的前提下，设计者充分考虑了乘客空间的人性化需求。比如，站内无障碍电梯位置由原来的站厅端部设备区调至付费区中部，可方便乘客使用，井道采用了透明玻璃，增加了车站公共区的视线通透及乘客在地下空间的感知能力。更为重要的是，7号线站内在上海地铁中，第一次设置了无障碍公共卫生间――这是非常重要但在之前的地铁线路设计中被忽略的一种基本设施。

 

　　从7号线向其他地铁线路转乘也很方便。7号线与已运营线路共设有7处换乘站，分别是镇坪路站――换乘3号线、4号线，静安寺站――换乘2号线，常熟路站――换乘1号线，肇家浜路站――换乘9号线，东安路站――换乘4号线，耀华路站――换乘8号线，高科西路站――换乘6号线，龙阳路站――换乘2号线。此外，7号线还与在建中的9、12、13号线相交，因此共形成11个换乘点。设计者设计的换乘路线是，与1、2、3号线之间采用通道换乘，与4、6、8号线之间采用“十”字换乘，与9、12、13号线之间采用“T”形换乘。另外，7号线还与规划的14、16、17号线预留了通道换乘条件，与规划15、18号线预留了平行换乘条件。这些换乘路径，几乎都已经是最为经济的行走路线了。

 

　　7号线的地下生活区开发方面也有非常独特的设计。7号线强调轨道交通的建设对城市空间形态及要素的整合、组织作用。以后滩站为例。后滩站位于世博园区西南侧，是一个商业、交通的人流汇聚结点，地块开发与7号线车站结合设计，同步实施。该地块东西方向长约200米，南北长约140米，大约是普通足球场（场地：长105米、宽68米）的两倍大小。大型地下空间设计采用站厅公共区与下沉式广场及地块开发上部大中庭相通，并创新采用玻璃隔断解决了防火分隔及运营管理界面的划分。乘客在7号线的后滩站出站后或者进站前，都有好的闲逛选择。而且由于设计方通过结合上盖建筑和下沉式广场，将阳光引入地下站厅。所以即便在地下，也不会感觉到压抑。

 

　　7号线的技术创先显然远不止这些，以上只是作为乘客可以亲身体会到的，其中更多是设计方面的。而对于沿线居民，7号线的建设方同样有心，地体建设从地下穿过，不引起地面上的建筑设施变形，是建设者的职守，其中用到的技术更多是施工方面的。

 

　　地铁作为地下建构，盾构（盾构隧道掘进机的简称。是一种隧道掘进的专用工程机械，具有开挖切削土体、输送土碴等功能）穿越已有建筑、构筑物是需要解决的技术难题。7号线地铁区间隧道盾构掘进施工多处穿越建筑物、近距离穿越运营地铁隧道2处、穿越铁路1处、穿越桩基2处、穿越大型地下管线2处，是以往上海地铁建设中盾构穿越建、构筑物最多、难度最大的工程。

 

　　地铁施工最需要避免诱发相邻的既有运营地铁、地面建筑群、其他敏感建筑的变形。为了破解7号线面临的这方面的问题，建设方创新开发应用了微扰动掘进施工技术，创新开发出了一整套微扰动掘进施工技术。这项技术不仅保证了上海高风险高难度工程的成功，而且最终还形成了可操作性的指南和工法，如《上海地铁隧道土压平衡盾构施工风险控制指导意见》；《地铁隧道重叠穿越段注浆加固建设指导意见》；市级工法《盾构近距离穿越重点保护构筑物工法》；“微扰动施工控制32字方针”。目前这些指南和工法已被广泛应用在地铁盾构近距离穿越工程中。

 

　　针对地铁盾构超近距离穿越运营地铁的变形控制难题，建设方通过室内试验，研究了软土在低速或小幅应力扰动下的孔隙水压消散及本构特征，为地铁盾构微扰动掘进参数的确定提供了理论依据；他们还研究了近距离条件下，既有地铁隧道对地层变形的遮拦效应及地层压力的减载和扩散效应以及曲线推进或纠偏中的分段控制对地层损失的影响，提出了盾构舱压梯度设定法，分步纠偏、区域分控、反压对称注浆等精细化控制方法。

 

　　盾构穿越营运隧道掘进施工采用降低设定土压和减低推进速度。盾构推进过程中采用盾尾同步注浆和多点、少量、多次、均匀的壁后控制注浆等技术措施，有效控制了运营隧道在穿越施工时期的隆起和沉降。在7号线盾构穿越1号线运营隧道的施工期和后期（130天），1号线的最大隆起和沉降都在两毫米左右，完全满足既有隧道结构纵向隆起与沉降不超过5毫米的要求。也就是说，7号线穿越1号线时对1号线地铁隧道的变形影响，完全在安全范围之内。

 

　　关于地面建筑物，7号线中山北路站～铜川路站区间隧道在通过华池路和镇坪路时，穿越了浅基础建筑物23栋。建筑物均为5-7层砖混结构，条形基础，基础埋深3米左右。穿越段隧道埋深约13米，相距约10米左右。盾构施工穿越的土层为砂质粉土、淤泥质粘土和粉质粘土等――地质条件复杂。针对地铁盾构穿越地面建筑群以及复杂地面超载和地质条件，建设方分析了建筑群分布、房屋的自重、基础刚度对房屋沉降形态和附加地层损失的影响；对砌体建筑在盾构穿越导致的动态位移作用下的扰动安全性进行了分析，提出了不同沉降模式下（对应不同施工工况）的地层损失控制目标；分析提出了复杂环境条件下的地层变形特性及其协调控制方法。

 

　　在充分研究的基础上，施工方采取了保持匀速掘进、保持盾构机的姿态平稳、避免蛇行超挖等方法，较为顺利地穿越了该段建筑群。施工期该建筑群隆起最多1毫米、下降最多4毫米，不均匀沉降最多2毫米，长期沉降小于10毫米，确保了7号线施工经过的地面上23栋建筑物全部安全无恙。

 

　　7号线地下区间均为单圆盾构，穿越了既有运营隧道、黄浦江、铁路及敏感建筑32处，特别是多处两侧不平衡土压区段盾构推进的设计与施工难度大，设计对盾构法穿越上述构筑物采用有限元法对其影响进行了分析，对穿越施工提出了以下技术要求：严格保持开挖面的平衡，减少对土体的扰动，不超挖或欠挖，防止纠偏幅度过大；保证盾尾注浆多点、均匀、及时；加强监测，实现信息化施工；采取二次注浆、跟踪注浆等措施；施工组织设计通过铁路、地铁等管理部门的评审同意后再行施工。通过多方对风险的评估及控制，成功完成了各风险点的穿越，风险控制有效，满足了地铁运营的要求。

 

　　从施工阶段避免干扰已有的建筑到如今运营阶段让乘客舒心地乘车。地铁7号线的建设毫无疑问是成功的。据客流调查显示，7号线现在的日客流量约53万人次。我们可以说，7号线，这条为上海世博会而建成的地下铁路，现在正在担负着每天运送53万人次行进到目的地的使命。无论从哪一方面讲，它都的的确确为出行者带来了便利，也让上海变得更加的美好了。