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【特别报道】洞通艰险铸铁魂

————成都轨道交通19号线九龙暗挖隧道及首条盾构隧道洞通纪实

发布日期:2021-08-30   信息来源:轨道分公司   作者: 韩乔松 但昭旺 王伟    字号:[ ]

沃野千里,天府之国,隧道之中,别有洞天。机械设备轰鸣,工人往来穿梭,钢筋混凝土不断交融,八月的水电七局成都轨道交通19号线二期一工区工程施工现场铺开一副大干热干的蓬勃画卷。

8月13日,随着1号导洞的最后一斗渣土离开掌子面,19号线二期工程九龙暗挖隧道顺利贯通,进出口两端的建设者们终于胜利会师。“终于通了!”该区间是19号线二期工程首段贯通的矿山法区间,在隧道洞口,建设者们脸上露出了灿烂的笑容……

8月16日,捷报再次传来!只听得“轰隆隆……”的一声响,19号线二期工程九龙中间风井~九龙明挖岔线段左线盾构隧道顺利贯通,较原计划贯通时间提前了1个月,成为19号线二期工程1工区首个贯通的盾构隧道,为轨道、机电等后续专业提前进场创造了有利条件,建设者们再次尽情欢呼!


九龙中间风井~九龙明挖岔线段左线盾构隧道顺利贯通

攻坚克难勇突破

成都轨道交通19号线二期工程贯通南北,连接成都双流区、天府新区,是助两区腾飞的重要轨道交通线路。

九江北站~龙桥路站区间作为19号线二期工程的首个区间,不仅连接了19号线一期与二期工程,同时还担负了17号线与3号线的跨线换乘任务,工序多,任务重。该区间共包含了盾构法、明挖法、矿山法三部分。

矿山法隧道小里程端接岔线段明挖区间,大里程端接龙桥路站,承担着龙桥路站站前渡线与下行线单洞双线隧道功能,是整条地铁线路的重要组成部分,隧道最大开挖高度13.2米,最大宽度13.3米,开挖断面达到138.7平方米,是成都轨道交通最大断面的矿山法隧道。

“大断面、围岩级别低、富水的恶劣地质条件就如同安全、进度的‘拦路虎’,给施工带来了极大困难,要想兼顾开挖面施工质量安全、施工进度,对我们来说是个严峻考验。”项目负责人说道。

九龙矿山法区间隧道位于城市主干路下方,覆土深度23.1米,处于砂卵石地层中,局部含透镜体砂层,围岩级别低,部分区段存在砂土液化等不良地质,施工过程中易出现坍塌,对初支要求高,且隧道所处地层为强透水层,水量丰富,施工中水会降低围岩强度,造成掌子面失稳坍塌,工序复杂繁多,工序衔接要求高。

遇见难题怎么办?迎难而上是七局人的一贯作风!项目部充分调动全体员工的积极性,合理安排建设部署,做到建设工序无缝衔接,施工24小时轮番上阵,不间断地向前掘进。

“大开挖断面带来的是开挖土方量大、初支和二衬所需材料多、开挖面自稳性差的问题。”现场管理人员说道,“隧道土方量达6.2万立方米、各类混凝土2.3万立方米、钢材6100吨,钢材用量相当于一座埃菲尔铁塔,日运输量达50车次。”

考虑维持开挖面自稳性,九龙矿山法区间隧道在招标图阶段采用的6个导洞开挖,这就决定了只能采用人工开挖,开挖效率低下。

项目部通过大面积调研成都类似地层暗挖隧道,多次组织国内专家及同行群策群力,优化为施工图阶段4个导洞开挖,操作空间得到极大改善,大大提高了机械化水平,日减少人力资源投入30人,极大提升施工效率。


成都轨道交通19号线九龙盾构区间风井

真抓实干显担当

考验,接踵而至。九龙中间风井站~明挖盾构隧道区间最小平面曲线R=900米、最大埋深为27米、最小埋深为10.2米、最大纵坡为27‰,全长1597.14米。盾构开挖直径8.6米,是成都轨道交通最大断面的盾构隧道。

“盾构隧道开挖地层为强透水密实砂卵石地层,局部含透镜体砂层,围岩级别低。”现场负责人介绍道,“盾构机于小曲线段始发,依次下穿草金路、千子门电力隧道、航都供水水管、千字门路等重大风险源。地层涌水量大,卵石强度高,地层磨蚀性强,风险源集中,对盾构掘进效率和地表沉降控制带来了极大考验。”

欲渡黄河冰塞川,将登太行雪满山。盾构始发是盾构掘进的重大风险源。负责该隧道掘进的盾构机自2020年9月4日于小曲线段始发。小曲线段始发中,提前控制预偏量,减小管片因受侧向分力而引起的向圆弧外侧偏移量尤为关键。

面对“拦路虎”,水电七局建设者亮出“科技剑”,降服隧道“变脸”难题。

“必须做到提前预知,提前采取措施。”项目负责人强调。项目部组织精干技术力量,基于BIM技术,采用有限元仿真模拟手段对多种工况进行预测,并与高校联合开展技术攻关。

多重手段齐发力,最终保证了始发安全,实现零喷涌、姿态微偏移、反力架无变形、管片零破损始发,为后续同类施工提供了重要参考。

考验,仍在继续。“富水砂卵石地层存在稳定性差,地面沉降反应迅速的特点,保证盾构机在该地层中掘进时沉降小是全国性难题。”项目部技术负责人说道。

2020年10月,富水砂卵石地层自稳性差的特点开始展露出它的危险。盾构掘进中,地表沉降黄色预警逐渐增多。“质量是盾构工程的生命,其中地表沉降控制是我们七局盾构施工的名片,无论如何要控制沉降!”这是大家的共识。

项目部多次组织专家把脉,组织技术人员对盾构掘进与地表沉降的机理进行严密分析,形成了从过程中破坏地表沉降形成条件的结论。

“我们通过改造盾构机,增加中盾注泥系统,该系统可在刀盘开挖地层后,立即填充壁后空隙,防止沉降发生。”项目负责人向记者介绍道。

该技术的成功运用,使该盾构区间沉降严格控制在20mm以内,在安全下穿风险源和隧道质量保证中起到了重要作用,并大大节省了后续注浆回填的成本。


技术人员对盾构掘进与地表沉降的机理进行严密分析

精雕细琢树品质

进尺在洞内,功夫在洞外。经过长期的探索,项目建设团队形成了完善的质量保证制度。

项目部精心组织,系统谋划,坚持“管超前、严注浆、短进尺、强支护、早封闭、勤量测”的十八字方针,做到“雷打不动”般的执行落实。

“我们现在通过CRD法开挖对围岩沉降变形控制严格,开挖的每一步都各自封闭成环,兼有台阶法和双侧壁导坑法的优点,有利于围岩稳定,保证施工安全。”项目施工现场负责人骄傲地介绍道。

施工中采用地质雷达从地面、隧道掌子面和初支面对隧道围岩进行扫描,提前发现松散地层6处,透镜体砂层3处,初支背后松散体2处,精确指导地面注浆和洞内注浆的地层加固处理,保证了掌子面的围岩安全,并减少滞后沉降的风险。

“我们定期组织工程部、质量部和作业队每月开展一次钢架的地面拼装验收,及时调整机械防止因磨损导致的加工精度下降。”项目负责人介绍道。

开挖轮廓线严格按照设计进行放线控制,通过全站仪指导人工精细修整,保证了开挖轮廓的准确性。拱架每个单元在经测量校核准备后与锁脚锚杆焊接牢固,保证了每榀拱架安装合格。

同时首创采用设计有效载荷重量为50t的垂直提升平台替代汽车吊、龙门吊,作为施工期间材料及渣土的垂直运输设备。此设备可实现整车从地面至地下施工作业区域的往返升降作业,减少了材料运输过程的二次倒运,将每天施工进度由计划的1.2m提升至1.8m,比传统的龙门吊施工提升了约50%的工作效率,确保了安全的同时,让施工效率发生了质的改变。


升降平台整车运输

殚精竭虑保洞通

生命至上,安全发展。“做隧道最注重安全,洞内情况复杂,难以完全估测,安全永远是第一位的,必须严格把控。”这是建设团队的共识,什么是主要的,什么是次要的,他们分得很清楚。

现场即战场,工地即阵地。为了确保隧道安全管理科学化、有序化、合理化和高效化,项目部明确每个岗位人员工作职责,责任具体到人到岗,一级抓一级、一环扣一环,层层落实安全管理制度。

同时,项目部以安全生产月、安全演练等活动为载体,不断加强施工人员安全意识,完善安全保障体系和安全防护措施,落实现场安全监管,确保安全生产平稳有序。

不仅是制度约束和日常安全教育,现场安全管理更是项目部常抓不懈的重点。在各项工序开展之前,严格落实安全技术交底;在上下班时,严格开展班前五分钟安全教育;施工过程中,安排专职安全员巡检,及时纠正施工人员的违章行为。

“要保住隧道洞通节点目标,离不开科学施工组织。”项目负责人感慨的说道。

针对掘进安全,项目部制定了有效的巡检、上报、决策、处置机制。在盾构掘进完成后,立即组织人员开展地面打孔排查,寻找地层空洞,并将排查情况上报上级领导,同时立即开展地面注浆等措施。

针对隧道成型质量,施工作业中坚持“勤纠偏、少纠偏,多讨论、勤巡检,早发现、早处理”的原则。严格落实盾构掘进班组的交接班制度,对盾体姿态控制进行严格把控,同时安排质量专员定期巡检,发现管片质量问题立即处理。

通过以上手段的严格执行,实现了隧道掘进过程安全事故零发生,地层空洞100%处理,管片质量低破损的目标。

同时,项目部采用产学研结合的方式,与西南交通大学联合开展了课题研究,总结形成1项省级QC成果、1项企业级工法和1项推广应用。项目研究技术成果经济和社会效益十分显著,同时为全国类似工程施工提供了重要参考。

捷报传来催人奋,不负韶华勇前行。隧道洞通不仅是工程节点,更是新的起点,它承载着建设者们一路披荆斩棘的奋斗历程,也必将使得胜利的光芒如期贯穿在隧洞全线。

2021年,是成都轨道交通19号线土建工程施工的冲刺收尾之年,也是水电七局轨道分公司践行公司关于轨道交通业务重大战略部署的关键之年,在复杂艰险的隧洞修建中,铸就铮铮铁魂的七局轨道人将攻坚克难,真抓实干,不负时代。

工程建设人员合影







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