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三次穿越磁悬浮

本报讯(通讯员 尹沁宇 纪子骁) 4月8日,上海轨道交通13号线川杨河停车场出场线区间最后一个铺轨作业面移交铺轨单位。至此,由隧道局承建上海轨道交通13号线7条盾构隧道完成所有铺轨作业面移交任务,为保证13号线三期工程年底通车创造了有利条件。

隧道局上海轨道交通13号线108标项目部承担13号线三期中科路站、全部3条正线区间和川杨河停车场出场线区间的土建施工。隧道局盾构公司总经理张洪锋表示,“这条13号线的建设,我们面对的可是世界性难题,要实现全球首例地铁隧道‘贴身’穿越磁悬浮桩基,要保证超级沉降标准,并且要先后穿越3次。 ”项目部从施工方案优化、技术保护方案制定、现场监测及放行等方面着手,克服重重技术难关,实现了三次穿越零失误、零错误、零警报。

这是世界首例地铁施工“穿越”运营中的磁悬浮,没有任何经验可拿来借鉴,甚至没有统一的施工规范,专家们根据类似项目从严制定了单体墩柱沉降小于±2毫米、相邻墩柱沉降小于±0 . 5毫米的技术标准,这也是这一标段被称为全线施工难度最大标段的原因之一。有鉴于此,业主对施工单位的选择慎之又慎。

经过前期标书编制、答辩等环节考验,隧道局获得了投标资质审核,最终在众多投标单位中脱颖而出。“业主领导的信任不等于拥有施工许可,我们还要拿出真本事来说服专家。 ”张洪锋说。磁悬浮作为穿越施工沿线的特级风险建筑物,必须通过专家评审论证,才能获得施工许可证。

“专家评审会开了4次,每一次我们都充分准备,接受各种质询。 ”项目经理王义盛介绍说,在前期施工中,技术团队预先设置了试验段,项目部累计穿越3600毫米合流污水主干管道、罗山路高架、 16号线高架等施工任务10余次,而且成功将墩柱沉降控制在2毫米以内。他表示,“磁悬浮列车通常会在轨道上自动悬浮8至12毫米,其最高时速可达490公里,一旦因施工造成墩柱产生超过警戒值的沉降,高智能化的制动控制系统就会紧急关停磁悬浮列车,很容易造成停顿、停机乃至倾覆,酿成重大事故。 ”

什么时候能够发施工许可证?王义盛也不知道,但盾构机掘进马上要进入磁悬浮列车的安全范围,项目部还面临着一个严峻的考验。要知道盾构机在复杂地质情况下是不能够长时间停留的。由于盾构机还有自重,如长时间停滞现场,其自重也会影响地层沉降,如果盾构机到了磁悬浮的安全区域附近而不进行穿越,不仅会对高速运营中的磁悬浮线路造成影响,还会对地铁线的建设工期造成影响。为了避免这样的情况发生,项目部领导团队经过研究,果断将每天掘进10环的速度下调至每天只掘进2环。

“当听到项目部给我打电话说,施工许可证办下来了,我心里的大石头一下子落了地,这么长时间努力总算没有白费。 ”张洪锋这样形容当时的心情。王义盛回忆起这段场景非常激动,因为他为了这段施工已经领了军令状,“如果施工出现任何问题,将由我们一力承担。这是一场赌博,但我们只能成功,不能失败。 ”

2016年10月30日,刚刚凌晨5点钟,监测人员已然就位,今天就要正式进行磁悬浮穿越施工了。作为施工总指挥,王义盛感到既兴奋又有些紧张。墩柱沉降读数已经发送给磁悬浮公司机电经理,只等他的肯定,穿越前的准备工作就算合格了。

凌晨5点,磁悬浮公司“同意列车放行”的回复按时到来,这表明当天确定可以正常进行穿越施工。监测团队由业主、隧道局以及第三方委派的监测队伍组成,项目总工杨光说,“我们的监测团队会在近7天内每天由3批人马轮番对数据进行独立监测,并进行4次记录,为的就是要保障墩柱沉降数据的及时、准确。 ”

华夏中路站至中科路站区间的现场开始了穿越作业。随着总指挥的指令,盾构机到达指定位置,通过对盾构机搭载的自动测量系统所反馈信息进行分析,施工人员对盾构机进行实时纠偏。与此同时,地面和管片测量的读数也一并汇总,每个人不敢有丝毫懈怠。为了顺利穿越,项目部制定了详细的计划,项目副经理董留生说,“我们计划掘进2小时、拼装30分钟、保养30分钟,施工时间精确到每一分钟,施工进度精确到每一厘米。 ”

随着磁悬浮穿越段最后一环管片的拼装完成,墩柱沉降读数定格在了1 . 2毫米。“成功了! ”王义盛紧紧地握了握拳,心中满是自豪:“别人办不成不代表我们办不成。 ”而此时的项目机电总工徐文礼已经是连续几天24小时扎根在施工一线,每天只有三四个小时的休息时间,“为了这项世界性的创举,值了! ”徐文礼说。

两个月后,项目又完成了一次穿越。有了第一次的经验,技术人员将防控重点由土层转移到墩柱上,这一次的沉降误差更小。

2017年7月24日,项目迎来第三次穿越磁悬浮施工,这也是给项目团队的最终考验。由于出场线区间地处中环高架、磁悬浮线路交叉点的中心地带,为更好地让13号线正线区间与川杨河停车场进行衔接,线路设计了250米小转弯半径进行穿越。这一次盾构机距离磁悬浮桩基最近处仅1 . 49米,必须以“斜插”的方式穿过磁悬浮桩基,因而隧道周围土体受到的侧向挤压力会更大,对于桩基的影响程度也会更高,而且还可能与前两次穿越共同形成叠加效应,造成更大的沉降。

新的挑战使得技术团队必须找到新的出路。为了满足施工需求,技术团队进行了一系列技术改进,在盾构机选型方面,技术团队调用了一台最为熟悉的盾构机,并搭载自动测量系统,这意味着掘进全过程都毫无死角地处于监控之下。盾构机在第476环进入250米小转弯半径曲线段,并在894环至914环侧穿高速运营磁悬浮桩基,并在穿越过后,磁悬浮墩柱沉降依然温控在2毫米以内,同时完成了长达463米的曲线段掘进,创下了全国地铁盾构隧道施工掘进距离最长的小半径曲线段纪录。

这次施工顺利取得上海250米最小转弯半径盾构机穿越运营期磁悬浮施工的突破,获得了业界的广泛认可,并在一定程度上为上海市乃至全国轨道交通建设行业在小转弯半径盾构掘进领域提供了借鉴和参考。张洪锋表示,“我们顺利实现穿越,对于中国交建开拓华东市场铸造了一柄利器,为公司在全国市场树立良好的品牌形象打下坚实的基础。 ”

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