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发布日期:2016年07月27日
创新不息进取不止
——中铁隧道股份公司广州地铁施工纪实
文章字数:1,815
  6月27日上午,由中铁隧道股份公司负责施工的广州地铁4号线南延5标大直径盾构区施工的广州地铁4号线南延5标大直径盾构区间在南沙客运港站成功贯通,标志着国内单洞双线大直径泥水盾构技术首次在广州地铁项目成功运用。参建员工攻坚克难,精心施工,为打造优质工程所做的艰辛付出,熔铸在了美轮美奂的建筑物中。
  复杂地层引起技术创新
  随着城市地铁的普及,盾构法施工已在城市轨道交通市场得到广泛应用。在各大城市繁华的高楼大厦之下,都有着默默无闻的隧道人,在地面之下进行着技术上的复杂攻关与创新。
  广州市轨道交通四号线南延段5标位于南沙区,起于资讯园站,沿环市大道南向东,在南沙科技创业园位置转向东北后沿海港大道和科技大道前行,在科技大道和港前大道交叉口到达终点南沙客运港站。中间风井至南沙客运港站区间,全长1484米,地层复杂且含水量高,地层承载力低,特别是淤泥层最深可达30米。如果采用传统盾构法施工,在地面荷载和设备震动作用下,极易产生变形和沉降,给地铁施工安全带来隐患。
  经过数次专家论证,一种在广东省地铁市场从未使用过的全新技术被提到了桌面,这就是大直径盾构单洞双线施工技术。
  据工程负责人彭洪秋介绍,他们采用的大盾构施工,相对于明挖方案或小盾构施工方案,一是施工成本减小,不需要像传统的单洞双线隧道那样增设联络通道,也不需要像小盾构施工时对隧道两侧的淤泥进行加固;二是工程风险降低,采用大盾构施工,隧道埋深比较深,隧道的基底可以穿透淤泥层,且不易受周边地块开发及地下水位下降的影响,能最大限度为地铁运营消除安全隐患,同时,不用增设联络通道也避免了联络通道施工对地面交通的影响;三是施工工期缩短,采用大盾构可以实现单洞双线快速施工,有效缩短施工工期。
  专业的人做专业的事
  作为中国最早从事盾构施工的企业之一,中铁隧道盾构施工经验丰富。但是,在广州地铁市场首次采用单洞双线大直径泥水盾构技术,没有先例可以参考。他们要做的只能是面对挑战,迎难而上。
  “采用大直径泥水盾构施工,由于机器庞大,一般埋深较深,容易遇到上软下硬等复杂地层,操作控制难、要求高,管片安装复杂,工序衔接和现场管理难度大,标准高。”中铁隧道施工负责人宋书显对面临的困难有着透彻的了解。
  大盾构区间地层复杂多变,区间有两段累计90米的中风化混合花岗岩局部侵入,为典型的软硬不均地层,施工控制难度大。同时,到达段存在74米长的全断面淤泥地层,软弱土层盾构机及管片所受浮力大,姿态控制及管片上浮控制困难。另外区间轮廓范围内还存在两处孤石和其他潜在孤石,地质的复杂性对本工程能否顺利施工影响重大。
  “工欲善其事,必先利其器。”为确保对地层的适应性,使盾构机能全方位适应本标段施工要求,在设备进场之前,他们根据盾构机穿越的地层、姿态控制以及工程水文地质等问题,在盾构机选择上下了很大工夫。然后,根据对现场地质情况进行的详细勘测分析以及丰富的盾构技术经验,他们历时18个月,对刀盘、盾体、后配套、管路、密封件、过滤装置等盾构设备构件进行了再制造,量体裁衣,确保这台大盾构与广州地铁地层能够契合。2015年8月,经过严格的整机调试和出厂验收,广州地铁首台大盾构安全到达南沙,开始现场组装。
  攻坚克难悄然贯通
  进入施工现场,深达八九层楼高的基坑、三四层楼高的巨大隧道断面,令人震撼。据中铁隧道技术人员介绍,这台大盾构机直径达11.67米,比普通盾构机大了近一倍。盾构机全长98米,重量达1200吨,比普通盾构机重了近4倍,其中盾构刀盘重量就达240吨。
  采用如此体型巨大的盾构机施工,如何最大限度减少对地面建筑物的扰动,是必须要解决的问题,同时也是附近居民非常关注的问题。对于普通盾构法施工来说,对地面的扰动控制已经是技术难点。参建员工没有被困难吓倒,他们经过反复优化、比选,制定出切实可行的应对方案。
  2015年10月18日,这台大盾构在资讯园站顺利始发。历经了八个月的技术攻坚与不断探索,今年6月27日,盾构机在南沙客运港站破洞而出,标志着该区间大盾构掘进顺利完成,大直径盾构技术在广州地铁首次成功运用。
  继广州地铁2号线越三区间首次使用盾构机施工以来,中铁隧道以先驱之姿,在广州地铁大直径盾构施工领域再次引领了新一轮技术革命。
  目前,大盾构施工技术在国内其他重点工程,如佛莞城际铁路新狮子洋隧道、汕头苏埃通道、大瑞铁路高黎贡山隧道等都得到了广泛应用。事实证明,中国企业有能力驾驭大盾构这种“超级设备”,打造令人惊叹的“超级工程”,为中国经济发展注入新的活力。王冰炎 巴国焱