当前位置:首页->中交新闻->深度报道
深度报道

8次穿越特重大风险源中交方案成就蓉城最快地铁

   来源:   发布时间:2019年11月25日
  成都有着三千余年历史,别称“芙蓉城”“蓉城”,是中国西部地区重要的中心城市。在加快建设全面体现新发展理念的城市过程中,成都勇担使命,不断绘制和完善城市的“幸福地图”,努力建设美丽宜居公园城市,打造“中国最具幸福感城市”。“成都轨道交通17号线一期工程就是成都市贯彻落实习近平总书记对四川工作系列重要指示精神,加快建设全面体现新发展理念的国家中心城市,实现‘2022年地铁开通运营里程600公里以上’目标的重要一环。”中交成都轨道交通投资建设有限公司总经理张羽说。
  成都轨道交通17号线一期工程是中国交建首条集投融资、设计、建设、运营管理和维护为一体的全产业链轨道交通工程。项目起于金星站,自西向东敷设,全长约26公里,投资额约167.8亿元,共设车站9座,其中高架站2座、地下站7座,设计时速140公里,建成后,将成为全国地铁运营速度最快的线路之一。
  成都轨道交通17号线一期工程通过主支线的方式串联城市中心城区、温江、双流等区,将进一步加强城市外围区域与中心城区的快速联系,对加密轨道交通线网、打造绿色交通体系、缓解中心城区交通压力有着至关重要的作用。
  中国交建集合二航局、三航局、四航局、一公局集团、二公局、中交路建、中交机电局7家二级单位,发挥全产业链优势,为成都量身定制轨道交通“一揽子”解决方案,项目涵盖盾构掘进、土建施工、机电装修、铺轨、运营维护等。建设期间,中国交建发挥所属总承包公司(轨道交通公司)大项目资源和管理平台优势,项目总经理部协同各工区项目部,引领、统筹、协调、服务,以创建品质工程为目标,强三基、固四化,组织开展劳动竞赛,不断激发全体职工干事创业的精气神。
  建设过程中,成都轨道交通17号线一期工程克服了“高富水、高砂卵石、高强度漂石”“三高”地质和成都地区首次穿越运营中的高铁、地铁、高速公路等难题,实现洞通,15个工点获成都市安全文明施工标准化工地称号,6个单位获成都市五一劳动奖状。
  中交质量确保毫米级沉降控制
  成都轨道交通17号线一期工程盾构施工先后下穿河道、民用建筑、高速公路、高压铁塔、燃气管、运营地铁和铁路线路累计23次,其中穿越特重大风险源8次。
  在策划阶段,项目对各风险源进行识别分析、科学研判,实施过程中采取“一源一策”的方式组建专门工作小组,具体分析提出施工方案,保证24小时全天候监测,重点管控表面沉降,达到毫米级设计控制标准,彰显了“中交质量”。
  下穿成(都)雅(安)城际铁路成都西特大桥被列为项目的特别重大风险源之一。成雅城际铁路是串联四川西部的重要铁路线,最高时速200公里。不同于穿越一般建筑物施工,下穿铁路等交通线受行车荷载影响,而且要确保行车安全,铁路承载的钢轮钢轨系统对变形的适应能力较差,因此对下穿施工的要求更为严格,这也是全国首例大直径盾构机在富水砂卵石地区穿越运营中的城际铁路。
  盾构下穿成雅铁路处埋深6.86米,隧道外边缘与高架桥梁桩基础净距6.3米,根据设计要求,桥桩沉降及位移允许值仅为2毫米。“2毫米,相当于5张A4纸叠加的厚度。”项目主管工程师徐波说。
  虽一毫一厘,肉眼无法轻易察觉,但稍有不慎,极易造成桩基位移、地面沉降、涌水涌砂及螺旋机喷涌等问题。在徐波看来,毫厘之间不容半点闪失。为了确保沉降值在可控范围内,项目在铁路桥桩和地铁隧道之间打下四排72根直径1米的隔离桩,给桥桩穿上“钢围裙”,把铁路桥桩与盾构安全隔离,既稳固桥桩范围的土体,又减少盾构施工对桥桩的影响。
  注浆及渣土改良是决定沉降的关键因素。“注浆就相当于给土层进行了一个整体加固,而良好的渣土改良有利于降低扭矩、刀具磨损和掌子面的稳定。”徐波介绍说。如果把盾构机穿越铁路比喻为医生给病人做手术,“手术”进行中注浆这一“输液”过程需不断进行。这是一门大学问,浆注多了会造成上面土体隆起,注少了又会引起沉降,而渣土改良效果的成功与否,也将直接影响到盾构机的掘进速度、掘进模式。为进一步提高下穿施工成功率,项目在接近穿越区域设置了50米与影响区地质相近的试验段,根据试验段确定了掘进参数,并重新做了试验,调整了配合比。
  从2019年3月19日到4月12日,整整25天,当第852环管片拼装完成时,大家终于松了口气。监测数据显示,铁路桥墩单次最大沉降量为0.9毫米,完全满足“最大沉降量2毫米”的设计控制标准。
  中交制造征服流动砂石堆
  成都地处四川盆地西部,地势由西北向东南倾斜,地质主要以砂卵石地层为主,卵石粒径由东向西逐渐增大,卵石强度逐渐提高,尤其温江地区卵石含量达50%到80%,个别粒径超过90厘米,局部伴有粉细砂层,且温江靠近岷江,水系较为发达,地层为强透水层。施工过程中,盾构机平衡控制难度大,自稳性差,出现喷涌及隧道管片拼装错台、破损等系列问题的可能较大,好比“在流动的沙石堆里钻洞”。
  项目首先应用的是中交天和自主生产的刀盘开口率为36%的盾构机。2018年5月31日,“城建三号”盾构机成功始发。然而刚一上场,就碰上了地质条件复杂的“硬骨头”。有着“铁齿钢牙”之称的“巨无霸”盾构进洞掘进不久后,就显得有些力不从心,每掘进不到300米就要更换一次刀具,相当于一次换牙手术,而每换一次“牙齿”则需要12至15天。此外,盾构施工时螺旋机容易出现喷涌现象,砂卵石地层自稳性差,存在地面塌陷的风险。特殊的地质和盾构机的“水土不服”问题,严峻考验着管理团队。
  项目在团队引领下,围绕盾构工效开展技术攻坚,经过专家多次交流、研讨,明确了提升盾构工效的具体方案和措施。一方面,各工区结合实际,优化施工参数,通过施工参数的合理调整,确保隧道稳定和控制地面沉降;通过压注泡沫剂和膨润土改良土体,以保护刀盘以及保证盾构螺旋出土机的正常出土;专人负责盾尾油脂的压注工作,确保每环的盾构油脂压注量;采取衬砌壁后二次注浆措施,提高土体的强度,防止土体液化。另一方面,盾构技术中心协同各工区项目主动探索,结合实际地质情况,通过中交制造的强大能力,创新研发并成功应用开口率为刀盘开口率为45%、带式无轴螺土压平衡盾构机,为成都地铁量身定制“超级盾构”。
  拿下关键“拦路虎”,项目团队高效协作、运转起来。盾构技术员在空气高湿、噪音混杂的隧道内,一待就是一整天;测量队队员扛着十几公斤重的测量工具,日均行走3万多步;设备员们在盾构机前浑身湿透,身上沾满油渍,却丝毫不在意。最终,项目团队齐心协力克服了地质条件复杂、曲线转弯等一系列难题。2017年10月至2018年8月,20台大盾构机陆续始发,创造了单月掘进429米、单日掘进24米的成都全断面富水砂卵石施工记录。
  成都轨道集团领导评价道:“17号线盾构区间是成都轨道交通首次在富水砂卵石地层中采用大直径盾构作业,在风险防控上探索了系列有效经验做法,在施工工法上突破了多项技术创新,在担当作为方面展现了中国交建善作善成的精神风貌。”