建设中的深圳地铁11号线,是目前国内一次建成线路最长、时速最快的城市轨道交通项目,线路总长51.936千米,设计时速120千米。车公庙站至红树湾站区间是深圳地铁11号线地质最复杂的区段,单线长5.5千米,采用4台直径6.980米的异形土压平衡盾构施工。
由中铁隧道二处施工的车公庙站至红树湾站区间,日前盾构机顺利下穿长达284.5米的欢乐海岸人工湖下方硬岩突起段隧道,建设者用实际行动在深圳地铁11号线谱写出梦想华章。
精心施工保进度
深圳地质是出了名的魔鬼地层,中铁隧道二处施工的车公庙站至红树湾站区间集结了深圳最复杂的地质地貌,包括上软下硬地层,最软的为砾质黏性土,最硬的是微风化花岗岩,且分布无规则。地表环境为欢乐海岸人工湖和湖区别墅,湖水面积超过7万平方米,水深达3米,湖水与周边海水相连。
在深圳地区虽然已有类似地层施工案例,但都从未成功。施工中均出现过刀具不正常磨损甚至刀盘损坏,导致盾构机长时间停机,造成工期的延误。车公庙站至红树湾站区间工程比以往任何项目的施工难度有过之而无不及。开工伊始,中铁隧道二处便将该段隧道盾构掘进列为特级风险源,进行重点监控。
中铁隧道二处建设者自2012年6月进场以来,积极争取对隧道施工的一切有利条件,通过与欢乐海岸集团的积极沟通和协调,组织地质勘探施工队伍对欢乐海岸别墅区内隧道进行了严密的补勘,采用跨孔电阻率法对隧道沿线的特殊地层进行探测,准确判断线路上可能出现的硬岩突起、孤石等情况。当时整个欢乐海岸别墅区内共发现70米硬岩突起、3处孤石,孤石发现后采用冲孔桩法对孤石进行了处理,免除了盾构掘进期间较大的后患。由于隧道上方的别墅桩基与隧道距离非常接近,最小净距只有90厘米,普遍间距在1.2米左右,为防止施工过程中别墅桩基侵入隧道范围,造成巨大隐患,在整个施工过程中,项目部技术人员全程跟踪欢乐海岸别墅桩基施工,对各个桩基的坐标和深度进行了实测,确保盾构机顺利通过别墅群。
集思广益克难关
为保证施工安全、质量可靠、进度可控,施工前,项目部做了精心准备和周密部署。在设备方面,制定了严格的刀具管理措施。
在技术方面,对施工方案进行了反复讨论,先后邀请中铁隧道集团内部专家和深圳市的相关专家对方案进行了研究审核,对可能出现的风险和问题进行了预判,针对可能出现的风险,定制相应的防范措施,确保施工安全。虽然在掘进前制定了严密的施工方案,现场按照方案制定了严格的规章制度,保证施工方案在现场100%落实,在开工前,由项目土木总工向所有施工人员对地质地表环境,施工步骤,施工措施进行了详细交底,对施工过程中对所有可能出现的风险进行了预判并做了风险预案,并由安全总监安排进行了应急演练,但在施工过程中还是出现了一些突发情况,超出预料。
在左线接近湖边的时候,由于刀具的非正常磨损,在单环掘进了60厘米后,刀盘扭矩突然增大至6000千牛米,掘进速度降至每分钟2到4毫米,掘进出现严重异常。带压进仓检查发现,中心滚刀已开裂,必须马上更换。由于临近湖边,地层水量丰富,常压和带压均不具备条件进仓更换刀具,通过反复论证,最终决定采用填仓的工艺进行处理。在掘进队员工的努力下,耗时一个月,完成了填仓、掏仓、更换刀具一系列工作。
在隧道左线施工中,由于湖底存在不明孔洞,湖水与隧道出现连通,湖水瞬间通过螺旋输送器涌入隧道,盾构司机果断预判,立即关闭了螺旋输送器的两道闸门,现场施工人员迅速按照应急演练时采用的方法,将大量沙袋堆置在螺旋输送器闸门口,防止湖水涌入。最终,项目部采用向刀盘注入憎水性高分子聚合物封堵了透水通道,确保了盾构机顺利穿越了湖底部分隧道。
精细管理保安全
车公庙站至红树湾站区间隧道盾构掘进队是一支敢打硬仗、能打硬仗的队伍,整个掘进队共有130人,由盾构施工经验丰富的项目副经理带队,由技术过硬、工作踏实的工程部长和机电部长分管现场土木技术和设备方面工作。在硬岩掘进过程中,项目部创造了软硬不均地层平均日掘进2米的纪录,全断面硬岩单日掘进最高7.5米的纪录,平均日掘进3.5米的纪录,全断面硬岩中单班换刀12把的纪录等一系列辉煌成果。
在硬岩段施工中,带压和常压换刀是高风险的作业,以安全总监为首的安全保障团队24小时不间断地进行地表巡视,发现可疑情况,现场及时处理。每次开仓严格按照开仓程序一步一步进行,做到万无一失。开仓后随时监测开仓环境下的气体情况,掌子面稳定情况,保证开仓作业人员的安全。整个硬岩掘进过程中,每次的地表险情均得到合理快速的处理,隧道内的掘进施工和开仓施工未出现一起人员伤亡事故。
车公庙站至红树湾站隧道区间左线盾构机于2014年1月底顺利通过硬岩突起段,右线盾构机于2014年3月初顺利通过硬岩突起段。截至今年5月8日,左线隧道盾构机已掘进1560米,右线隧道盾构机已掘进1200米,盾构机正在以平稳姿态继续向前掘进。
张志强 张立为 李宇江