城軌公司:五項盾構技術國際先進的背后

編輯發布:網站新聞編輯部 ??時間: 2020-01-10?【字體:

  參加編撰兩項國家標準,兩項施工技術被住建部評為“百項新技術”,五項盾構施工技術國際先進,地下空間安全管控部分技術達到國際領先水平……。在關鍵技術的廣泛運用和助推下,城軌公司連續三年產值保持20%以上的遞增,年掘進里程突破70公里,創造了單月掘進10.7公里的全國最高紀錄。這背后,是城軌公司以科技創新助推品質發展的新探索。


“動脈血管旁的大手術”

  2017年12月,央視綜合頻道以“中國鐵建:在動脈血管旁邊做手術”為題報道了城軌公司深圳國際會展中心配套市政項目,攻克了世界級難題。

  項目盾構隧道8次下穿運營中的地鐵11號線隧道,4次下穿建設中的穗莞深高深隧道,下穿位置距離既有線最近處只有2.4米,如同在動脈血管旁動手術;左線117米、右線100.5米的下穿距離為國內同類工程中最長。地鐵列車在上面跑,盾構機在下面掘進,風險之高、難度之大,可見一斑。更具有挑戰性的是,下穿部位為典型的上軟下硬地層,極易發生超方和噴涌,嚴重時導致列車停運。

  城軌公司先后對施工方案進行了20多次專家論證,嚴格制定盾構下穿各項施工參數及控制指標,攻克了上軟下硬復合地層掘進、既有線下多次帶壓換刀、盾構掘進中噴涌等多項業界難題,探索采用自動化監測技術、盾體同步注厚漿系統、“四步”注漿法、衡盾泥輔助帶壓開倉換刀技術等新技術,實現安全下穿,累計沉降僅為2.4毫米。

  以該項目為依托的“上土下巖盾構近距離下穿既有運營線”施工關鍵技術經過專家評審達到“國際先進水平”,榮獲中國鐵建科學技術獎二等獎和中國施工企業管理協會科學技術進步二等獎;獲得授權專利21項,其中發明專利6項;獲得省部級工法3項、刊發論文6篇、國家級的質量QC獎3項,并且成功入選了住房和城鄉建設部的《城市軌道交通工程創新技術指南》。這項技術成功應用到蘇州地鐵五號線勞動路站至盤胥路站區間始發15米即下穿運營既有2號線隧道施工,填補了華東地區在富水軟弱地層始發即下穿既有線的空白。


“針尖上的舞者”

  練才園,城軌公司盾構七隊隊長,從2009年參加工作后一直在成都推盾構。成都的地下是一種很有“個性”的地質,叫富水砂卵石。10年來,城軌公司在成都地鐵2號線、4號線、5號線和10號線的建設中,一直與富水砂卵石地層“斗智斗勇”,攻克了富水砂卵石地層下穿密集建設群、立交橋和鐵路線等多項世界級難題。

  然而2018年10月,練才園和他的團隊碰到一個前所未有的大難題。成都地鐵6號線前鋒路站至梁家巷站區間隧道位于地鐵3號線隧道正下方,與3號線呈“十字交叉”。盾構機始發僅8米后就要下穿運營的3號線,下穿部位距離上面的既有線僅4米,國內在富水砂卵石層施工還沒有先例,猶如在針尖上跳舞。

  富水砂卵石地層的“個性”,練才園再熟悉不過了:“最大的特點是穩定性差,土方極易超挖,沉降控制十分困難。”公司以此開展技術攻關,通過采用洞門延長鋼環、超長大管棚超前支護技術、“五步法”注漿技術,結合自動化監測系統,攻克了始發距離過短、盾構機無法建壓,深基坑始發、端頭加固質量難以保證,下穿既有線沉降控制困難等難題,確保了盾構機安全、快速的穿越了既有3號線、1號線運營隧道,并且實現了“零沉降”的目標。

  以該項目為依托的“土壓平衡盾構機近距離始發即下穿既有線關鍵技術”,在2019年9月25日中國鐵建組織召開的關鍵技術評審會,被評為“國際先進水平”。


洞內拆機“龍虎隊”

  2019年10月21日,一幅名為《盾構龍虎隊》的攝影作品在“2019北京國際攝影周”中迎來無數參觀者的目光。這幅作品鮮明再現了新時代盾構鐵軍的風采,其背后就是該公司在莞惠城際施工中兩度刷新國內盾構機洞內拆解記錄的壯舉。

  一般盾構機掘進完成后,會在車站或盾構吊出預留口解體,拆機吊出。但在莞惠城際施工中,受到工期和地形限制,沒有設置接收井,只能采用這種在國內隧道施工領域中極其罕見的洞內拆機方式。

  盾構機洞內拆機工序繁多、安全風險高、施工組織困難。更可怕的是,莞惠城際使用的是直徑達8.8米的大直徑盾構機,重量近900噸,體積龐大,洞內拆機幾乎不可能。但能否按時完成任務直接影響著后續施工。時間緊迫!任務艱巨!

  于是,近百人的拆機隊伍,展開了一場與時間與技術的緊張較量。隧道內拆機段最窄的地方只有6米,而盾構機的主驅動直徑就有5.97米,一邊只留有1.5公分的間隙。30多道主要工序,200多個步驟,上千個零件拆除。這一切工作都在直徑不足8米的狹小隧道內進行。

  拆機隊員技術高超,配合無間,各道工序緊密銜接,通過研制的盾構機吊梁系統及分解運輸裝置,解決了盾構機洞內拆解吊裝及運輸的難題,實現了盾構機的快速拆解,確保了盾構機的完備性。通過研制的盾構機主驅動洞內拆解翻轉支架,減輕了吊點的承載力,實現了160t盾構機主驅動的拆解及運輸。“洞內拆機盾構機的施工方法”科技成果獲得了中國鐵建工法一等獎。經過近百人拆機團隊的接力奮戰,莞惠城際兩臺直徑大直徑盾構機分別用時26天和17天完成洞內拆解外運,兩次刷新國內記錄。

  目前,城軌公司累計受理專利212項,軟件著作2項,股份公司優秀發明專利獎1項,優秀實用新型專利獎2項;國家級工法1項、省部級工法27項、股份公司級工法18項。公司八年六次被評為中國鐵建工程公司20強。(文/何赟 趙金飛 審稿/何赟)


國內首次小凈距、長距離、復合地層下穿既有線順利貫通


莞惠城際3標直徑8.8米的盾構機在狹小的隧道內拆機


莞惠城際3標洞內拆機“龍虎隊”


成都地鐵6號線盾構機成功下穿正在運營中的地鐵3號線

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