中國(guó)鐵建推動(dòng)城市軌道邁入“毫米級(jí)”時(shí)代
文章來(lái)源：中國(guó)鐵道建筑集團(tuán)有限公司 發(fā)布時(shí)間：2020-02-04
成都地鐵10號(hào)線二期工程下穿成都雙流國(guó)際機(jī)場(chǎng)，施工期間跑道沉降一旦超過(guò)5毫米，機(jī)場(chǎng)就會(huì)緊急關(guān)閉，意味著每天將有1000多架航班停飛，15萬(wàn)人出行受阻；5號(hào)線盾構(gòu)施工兩次穿越老舊建筑群，出土方量必須“稱斤算兩”；在四川尚未確定規(guī)范的有軌電車蓉2號(hào)線施工中，引入高鐵施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)……
中國(guó)鐵建為了高品質(zhì)建設(shè)成都軌道交通，在地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜、下穿風(fēng)險(xiǎn)高、施工難度大、沒(méi)有可借鑒經(jīng)驗(yàn)等重重難關(guān)下，不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，持續(xù)提升施工技術(shù)，推動(dòng)城市軌道交通建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)向“毫米級(jí)”時(shí)代邁進(jìn)。
下穿雙流機(jī)場(chǎng)“零沉降”
在成都雙流國(guó)際機(jī)場(chǎng)，一架滿載旅客的波音777型客機(jī)停落的同時(shí)，滑行跑道地下20多米處，一趟列車正以100公里的最高時(shí)速飛馳而過(guò)……
這班剛運(yùn)營(yíng)的地鐵10號(hào)線二期工程地鐵列車停靠在雙流機(jī)場(chǎng)站時(shí)，絡(luò)繹不絕的乘客可能會(huì)想起新聞里對(duì)它的描述——這是成都地鐵開建以來(lái)時(shí)速最高、高架最長(zhǎng)的線路，也是全國(guó)首例在富水砂卵層地質(zhì)中下穿機(jī)場(chǎng)的盾構(gòu)施工案例。
已完工的成都地鐵5號(hào)線。向莉莉 攝
困難前所未有，風(fēng)險(xiǎn)一觸即發(fā)。每?jī)煞昼娋陀幸患茱w機(jī)起落的停機(jī)坪與滑行跑道下，是地質(zhì)極不穩(wěn)定的富水砂卵層，盾構(gòu)施工極易導(dǎo)致地面下陷。“隧道頂部距離地面最近處僅8米，站在地面能感覺(jué)到盾構(gòu)刀盤旋轉(zhuǎn)時(shí)的震動(dòng)。”10號(hào)線二期1標(biāo)項(xiàng)目副經(jīng)理鄭鵬飛介紹。
地下3米到地下20米范圍內(nèi)幾乎都是地下水和堅(jiān)硬無(wú)比的卵石。傳統(tǒng)挖井排水法可能導(dǎo)致地面嚴(yán)重下沉，而常規(guī)凍結(jié)法施工只適用于淤泥、砂層地質(zhì)，將其應(yīng)用于富水砂卵石地層還前所未有。為檢驗(yàn)凍結(jié)法在富水砂卵石地層應(yīng)用的可行性，2018年7月，他們選擇了一段地質(zhì)、埋深情況與機(jī)場(chǎng)相似的管段進(jìn)行試驗(yàn)，并取得了成功。
不同于淤泥里鑿孔，堅(jiān)硬的卵石成為凍結(jié)孔開鑿的最大障礙。“鉆第一個(gè)凍結(jié)孔我們耗時(shí)7天，報(bào)廢十幾個(gè)鉆頭。如果按這個(gè)進(jìn)度，光打孔就需大半年時(shí)間。”鄭鵬飛回憶，他們一邊優(yōu)化鉆孔方案，一邊調(diào)整鉆頭，耗時(shí)半個(gè)月完成了70多個(gè)凍結(jié)孔和8個(gè)測(cè)溫孔的開鑿任務(wù)。
經(jīng)過(guò)50多天的冷凍后，掌子面的各項(xiàng)參數(shù)均達(dá)到凍結(jié)標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)人員下到掌子面時(shí)，看到地下水流和卵石全部結(jié)成了碩大的冰塊，大家懸著的心終于放下了。
3個(gè)月后，完成使命的盾構(gòu)機(jī)在雙流國(guó)際機(jī)場(chǎng)下穿隧道內(nèi)解體。經(jīng)多方測(cè)量，盾構(gòu)施工完成后，雙流國(guó)際機(jī)場(chǎng)停機(jī)坪與滑行跑道均為“零沉降”。
突圍老舊建筑群“零變形”
一大早，成都鐵路局家屬院里就熱鬧起來(lái)了，在陽(yáng)光的映襯下，家屬院的銀杏樹散發(fā)出金色的光。年過(guò)八旬的胡德容喝下一口熱氣騰騰的茶水，和圍聚在一起的老伙計(jì)們擺起了龍門陣，幸福洋溢在大家臉上。
“乘坐地鐵5號(hào)線，從家到人民公園只需20多分鐘，轉(zhuǎn)乘到春熙路也不過(guò)40分鐘，太方便了。”隨著成都軌道交通三線開通，這些天大家聊天總繞不過(guò)家屬院下穿行而過(guò)的5號(hào)線。
如今滿臉幸福的胡德容，在地鐵施工期間卻曾百般阻撓——家屬院修建于20世紀(jì)七八十年代，因年代久遠(yuǎn)許多樓房已破敗不堪。尤其在2008年的汶川大地震間，許多樓房出現(xiàn)了不同程度的開裂下沉。
和胡德容一樣，當(dāng)時(shí)，家屬院1000多名居民都擔(dān)心左右線兩次下穿會(huì)直接影響到房屋的穩(wěn)定性。對(duì)于居民們的擔(dān)心和阻撓，施工單位技術(shù)負(fù)責(zé)人張宗來(lái)也表示頗為理解：“有幾棟樓開裂確實(shí)十分嚴(yán)重，很多裂縫，手指頭都能輕輕松松塞進(jìn)去。”
盾構(gòu)穿越這類老舊建筑群的案例本就國(guó)內(nèi)鮮有，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)可借鑒，加上復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，令施工舉步維艱。為最大程度降低盾構(gòu)掘進(jìn)對(duì)樓體的影響，他們先對(duì)下穿范圍內(nèi)的14棟樓進(jìn)行注漿加固，并根據(jù)地質(zhì)變化嚴(yán)格控制掘進(jìn)參數(shù)。他們還在渣土車上安裝了刻度表和自動(dòng)稱重設(shè)備，對(duì)每一環(huán)出土方量都進(jìn)行嚴(yán)格稱量。
2018年7月15日下午，隧道右線掘進(jìn)時(shí)大家發(fā)現(xiàn)出土方量比計(jì)劃多了1.32立方米。“出土多了，說(shuō)明盾構(gòu)掘進(jìn)方向有下沉。”業(yè)主單位的技術(shù)專家建議盾構(gòu)立即停機(jī)。但測(cè)量人員對(duì)數(shù)據(jù)情況的實(shí)時(shí)分析顯示，地面沒(méi)有出現(xiàn)下沉。
“盾構(gòu)一旦停機(jī)，再啟動(dòng)時(shí)瞬間產(chǎn)生的震動(dòng)力肯定會(huì)加劇隧道頂部下沉，讓掘進(jìn)風(fēng)險(xiǎn)更高。”認(rèn)真分析現(xiàn)場(chǎng)情況后，他們決定對(duì)下沉部分緊急注漿，讓盾構(gòu)快速穿過(guò)這段地質(zhì)不穩(wěn)定區(qū)域。
因?yàn)榍捌诩庸谭桨傅轿弧⒍軜?gòu)掘進(jìn)方案得當(dāng)，鐵路局家屬院小區(qū)內(nèi)所有建筑物都實(shí)現(xiàn)了“零沉降”。“鐵建方案”不僅得到小區(qū)1759名業(yè)主的一致肯定，也得到成都地鐵公司發(fā)函表?yè)P(yáng)。
有軌電車引入高鐵標(biāo)準(zhǔn)“零顛簸”
“叮叮叮……淡藍(lán)色的蓉2號(hào)線有軌電車開過(guò)來(lái)了。”
高顏值的列車、舒適的乘車體驗(yàn)，讓有軌電車蓉2號(hào)線運(yùn)營(yíng)的消息刷爆了成都市民的“朋友圈”。有人在列車上特意放一枚硬幣，最后發(fā)出了“和乘坐高鐵時(shí)一樣，如履平地，幾乎沒(méi)有什么感覺(jué)”的贊嘆。
行駛中的有軌電車
“和高鐵一樣舒適穩(wěn)定，是我們將高鐵軌道CPⅢ技術(shù)引入了有軌電車施工中。”施工單位副指揮長(zhǎng)周曉松分享了這條“網(wǎng)紅”電車線背后的施工“秘籍”：鋼軌之間的軌道距離1.435米，軌道焊接誤差不能超過(guò)0.5毫米，10米落差不得超出2毫米……有軌電車蓉2號(hào)線能有高鐵般的舒適度，這些精度標(biāo)準(zhǔn)缺一不可。
有軌電車行業(yè)內(nèi)尚未形成統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，每個(gè)城市都按需自行劃定。為了高品質(zhì)建設(shè)好我國(guó)西南地區(qū)的首條有軌電車，建設(shè)者參照高鐵建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)施工，采用嵌入式連續(xù)支撐軌道結(jié)構(gòu)鋪設(shè)無(wú)縫線路，引進(jìn)高鐵CPⅢ控制網(wǎng)測(cè)量技術(shù)，通過(guò)三維立體測(cè)量技術(shù)精準(zhǔn)控制軌道高低及安裝精度，將所有誤差都控制在1毫米范圍內(nèi)。
“50多名測(cè)量員組成的測(cè)量隊(duì)伍中，6成以上都參與過(guò)高鐵施工。”測(cè)量隊(duì)負(fù)責(zé)人張晨表示，采用高鐵標(biāo)準(zhǔn)意味著測(cè)量網(wǎng)要成倍加密，雖然工作量增加了幾倍，但是卻將所有誤差控制在了1毫米以內(nèi)。
“按照設(shè)計(jì)，有軌電車的最高運(yùn)行時(shí)速僅有20公里，我們之所以按照高鐵的速度標(biāo)準(zhǔn)去要求自己，就是想以最高標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人表示，現(xiàn)在，他們總結(jié)的《四川省有軌電車實(shí)施及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》已成為四川省的行業(yè)“坐標(biāo)”。
技術(shù)服務(wù)成都地鐵建設(shè)，標(biāo)準(zhǔn)匯集整個(gè)行業(yè)。13類關(guān)鍵施工組織方案、1000多項(xiàng)關(guān)鍵環(huán)節(jié)把控要點(diǎn)、超過(guò)5000項(xiàng)典型案例……在成都城市軌道施工期間，中國(guó)鐵建編寫了一套《地鐵施工手冊(cè)》。目前，600萬(wàn)字、摞地上有半米高的《地鐵施工手冊(cè)》已通過(guò)行業(yè)專家審定，未來(lái)將成為我國(guó)編制的首部地鐵施工工具書。
【責(zé)任編輯：李子紅】
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