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2010-06

中国建设报:鏖战鹏城———盾构技术助力深圳地铁五号线贯通

新闻来源: 中国建设报 浏览次数:时间:2010-06-24

 近日,经过中铁四局深圳地铁项目部员工的顽强拼搏,深圳地铁民治至五和盾构区间右线顺利贯通。这是继左线比计划提前11天贯通后再次取得的重大节点突破。

“顽石”分布,给施工出难题

深圳地铁5号线是深圳市为迎接2011年世界大学生运动会而建设的标志性工程,也是我国第一个地铁BT项目。深圳的地质与北京、上海、天津、沈阳等修建地铁的城市比较,相当特殊,盾构施工困难重重,被业界誉为“地铁最难施工的城市”。天津、上海等城市的地质基本上属于软基或淤泥,盾构机下井后就一直向前推进,基本上能够“长驱直入”。而深圳地铁盾构施工的难度则集中体现在地下不可遇知的硬岩和孤石和流砂等复杂地质的处理上。简言之,就是在地铁的盾构作业面,不规则地分布着许多连续的或孤立的“顽石”。说其“顽”,一是石质特别坚硬,与大理石的硬度基本相似;二是呈现出“捉迷藏”式的分布,有全断面岩石层、半断面岩石半断面粘土地层、砂层,不定哪里就会碰到。轻则伤害刀具,重则造成较长时间停工。
  此外,民治站至五和站区间双线隧道总长4062米,单线均超过2000米,区间线路长度不仅在深圳地铁五号线位居首位,在国内地铁也属罕见,对精度控制和测量要求非常高。区间地铁还先后4次穿越正在营运的平南铁路;右侧离建筑物最近处仅有3米,沿途穿越梅观高速公路立交桥,距桥桩基仅不到两米;线路还靠近煤气管道线,这一切对安全生产构成巨大的挑战。
  面对挑战 逐个击破“拦路虎”

盾构施工中,经理部遇到一个又一个严峻的挑战:软硬不均地层掘进施工、地面探测及处理孤石、地面加固换刀、带压开舱换刀等一系列施工技术难题。这里的一个断面甚至就有强风化石、弱风化石、残土、粘土、流砂等组成,地质风险成了最大的风险。为此,经理部成立了以经理为首的技术攻关小组,做了大量的准备工作,对每道“拦路虎”进行各个击破:
   加密勘探复杂地质状况。原设计勘探每隔四五十米取样一次,项目部对区间每隔五米进行钻探调查,仅勘探费就增加投入200万元之巨,总勘探长度达到20000多米。对发现的岩石区再进行密集勘探,从而对地质情况摸透,便于做好预案,提前处理;
  探索盐水冷冻技术加固新方案。深圳属热带海洋性季风气候,降水丰富,造成地下水位较高,并且地表水补给充足,对盾构施工影响很大。左线端头井原设计采用高压旋喷桩加固,由于洞门前方存在2-3.5米箱涵,旋喷桩加固范围不足,为了慎重起见,施工前,项目部对加固区土体进行了探孔和多组抽芯检测,发现洞门加固区含水十分丰富。结合以往施工经验,从地质分析入手,项目部对施工方案进行优化并聘请专家反复论证,采用了盐水冷冻法加固方案获得成功。
  对半土半石易发生损害盾构设备并易出安全事故的地段进行地基加固,确保安全换刀。他们成功摸索出了旋喷桩加固方案、人工挖桩加固方案等。先对顽石进行击碎或冲入作业面下,进而有计划地采取主动换刀等措施,确保盾构作业能够连续推进;
  探索出混凝土灌注作业面后带压开舱换刀技术,这在中铁四局还是第一次。因为地质分布不均,换刀时刀盘位置极易引起塌方、有毒气体中毒等恶性事故,开舱换刀就认为是盾构施工最危险的工序之一。副经理崔振东介绍道,他在上海的地层连续推进了5000米,也没有换过刀片。而在这里,最惨的记录是一盘刀换后仅推进4米又被孤石损坏,不得不再换31把单刃滚刀和4把中心刀,花费了近百万元的换刀成本不说,工期的损失无法统计。两个掘进面4000多米已换刀22次,仅刀具投入就在千万元以上。项目部投入数万元购买了有毒气体测量仪器,确保作业面安全气体达标时才进行作业;
  加强量测确保安全四穿平南铁路。穿越平南铁路地段地质多为回填土,在盾构施工扰动下极易发生沉降,给铁路运输带来安全隐患。这部分的安全防范被中铁南方公司列为最高风险5A级管理。项目部加强量测,多次召开专家评审会,确保沉降不超标。
  掌握了不同地质条件下的参数调整技术。经过前期的艰苦探索,项目部不仅摸清了地质结构,而且总结出了一套应对复杂地质条件的施工方法。从去年10月份起,施工进入了快车道且捷报频传:最多的一周掘进了80环,最快一个月掘进了330环。不仅把耽误的工期抢了回来,而且在指挥部进行的劳动竞赛中连夺两个季度第一名,并被中国中铁南方公司授予“安全文明标准工地”称号,

科研开发 技术需要不断创新

施工技术需要不断创新、总结经验,中铁四局人这样说。自1991年参加国内第一条城市轻轨——上海轨道交通明珠线建设以来,中铁四局立足于把“城市轨道交通”作为集团发展三大支柱产业(铁路、公路、市政地铁)之一,加强地铁经营的科研开发力度,提高施工技术管理水平;以科技开拓城市轨道发展新空间,打造企业发展新品牌,取得了在这一新兴建筑施工领域“从无到有、从弱到强”的不凡业绩,先后参与上海、广州、深圳、武汉、天津、北京、成都、沈阳、重庆、苏州等15个城市、40余个单项工程的施工建设,建成地铁30余公里、城市轻轨40余公里,显示出雄厚的竞争实力。(本报记者:任佳 通讯员:舒郁仁)

 

 

      中国中铁四局深圳地铁盾构施工(张立明摄)

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