中鐵隧道集團(tuán)創(chuàng)造重慶軌道交通建設(shè)新速度
2016-07-29
五號(hào)線全長39.75公里，穿越主城6個(gè)行政區(qū)，是重慶由北向南的骨干線路，由重慶市軌道交通集團(tuán)建設(shè)、中國中鐵BT投資、中鐵隧道集團(tuán)土建總承包，開創(chuàng)了國內(nèi)軌道交通建設(shè)的先河。全線區(qū)間隧道多次穿越地鐵、鐵路運(yùn)營線以及各種建筑物，沿線管線密布、場地狹窄、征拆艱難，施工難度國內(nèi)罕見。
僅用800余天，中鐵隧道集團(tuán)建設(shè)者就實(shí)現(xiàn)了區(qū)間隧道貫通，TBM最高月掘進(jìn)550米，創(chuàng)造了重慶軌道交通建設(shè)的新速度。
專業(yè)隊(duì)伍做專業(yè)的事
軌道交通五號(hào)線的建設(shè)一直牽動(dòng)著社會(huì)各界的心，得到了重慶市發(fā)改委、建委等相關(guān)部門的關(guān)注與大力支持。重慶市軌道交通集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)心系五號(hào)線，多次主持專題會(huì)議研究解決重大難題，對五號(hào)線建設(shè)的總體推進(jìn)起到了重要作用。
中鐵隧道集團(tuán)是我國隧道與地下工程領(lǐng)域?qū)I(yè)隊(duì)伍，參與了全國30多個(gè)城市的軌道交通建設(shè)，尤其在重慶市場扎根20年。五號(hào)線是該集團(tuán)首次采取總承包模式進(jìn)行施工，對于管理和技術(shù)而言是一種挑戰(zhàn)。
“重疊”隧道
冉家壩站～大龍站區(qū)間左右線上下重疊，最小凈距離僅1.5米，國內(nèi)罕見。大龍山～大石壩區(qū)間也為重疊隧道，最小距離只有1.23米，下穿居民小區(qū)，而且有彎度、有坡度，施工難度大。建設(shè)者在加大對下部隧道二次注漿的同時(shí)，采用同步支撐臺(tái)車對下部隧道進(jìn)行支撐，臺(tái)車與上行隧道TBM同步移動(dòng)，有效確保了施工安全。
“懸浮”隧道
山城重慶位于丘陵地帶，地勢起伏頻繁。隨著城市建設(shè)的快速發(fā)展，一些溝壑里常常被建筑渣土填滿。一位工人調(diào)侃說道：“自從進(jìn)了回填土段，就像人走路一腳踏進(jìn)了淤泥里，越走越累、越走越慢。”“懸浮”隧道的叫法不脛而走。
園博中心站～丹鶴站區(qū)間回填土段平均厚度40多米，最深處達(dá)到60米，最高日涌水量達(dá)2萬立方米。貫穿其中的隧道就像是“懸浮”著一樣，施工風(fēng)險(xiǎn)很大。建設(shè)者將城市高架橋的做法引入隧道施工，在不足1000米的范圍內(nèi)，打下了1620根樁基，成功將隧道托起。
和睦路站～人和站區(qū)間隧道穿越470米的回填土段，且下穿燃?xì)庵鞴艿篮褪袇^(qū)主干道金開大道。施工中，遭遇突涌水3次。建設(shè)者采用三臺(tái)階預(yù)留核心土法進(jìn)行施工，同時(shí)為燃?xì)夤艿涝黾涌刂崎l閥，歷經(jīng)383天艱難通過，現(xiàn)場工人自嘲是建設(shè)最“慢”隧道。
“地下迷宮”
人和站～幸福廣場站區(qū)間開挖斷面達(dá)440平方米，為目前國內(nèi)在建軌道交通工程最大跨度暗挖區(qū)間隧道，日涌水量高達(dá)4000立方米，工作面達(dá)18個(gè)，包含單洞單線、單洞雙線、單洞三線、雙聯(lián)拱、單洞四線等不同大小的斷面形式，大洞套小洞，洞中有洞，新來的員工一不小心就在里面迷路，堪稱“地下迷宮”。建設(shè)者采用了九步開挖法、雙側(cè)壁導(dǎo)坑法等幾乎所有暗挖隧道施工方法，在眼花繚亂的工法轉(zhuǎn)換中成功實(shí)現(xiàn)洞通。
TBM穿越既有運(yùn)營線
五號(hào)線作為中鐵隧道集團(tuán)目前在建最大項(xiàng)目，該集團(tuán)將此項(xiàng)目作為展示國家隊(duì)專業(yè)技術(shù)優(yōu)勢和施工管理能力的良好平臺(tái)。為此，該集團(tuán)挑選了綜合素質(zhì)高、管理能力強(qiáng)、業(yè)務(wù)技能精的優(yōu)秀管理和技術(shù)人員、隊(duì)伍進(jìn)行項(xiàng)目施工管理，強(qiáng)化現(xiàn)場檢查監(jiān)督。中國中鐵重慶地鐵建設(shè)指揮部精心組織指揮，加強(qiáng)現(xiàn)場指導(dǎo)，確保了五號(hào)線快速施工和節(jié)點(diǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。
TBM是我國隧道施工的先進(jìn)設(shè)備。中鐵隧道集團(tuán)目前擁有80多臺(tái)TBM，積累了20多年的豐富施工經(jīng)驗(yàn)，在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。其中僅重慶軌道交通五號(hào)線就采用5臺(tái)復(fù)合式TBM、2臺(tái)單護(hù)盾TBM施工，穿越8個(gè)區(qū)間，掘進(jìn)11.3公里，占地下區(qū)間總長度25.8公里的44%。
在TBM設(shè)備的管理和使用上，中鐵隧道集團(tuán)有關(guān)負(fù)責(zé)人表示：“作為國家專業(yè)隊(duì)伍，我們必須迎難而上，攻堅(jiān)克難，創(chuàng)新突破，探索出一條新路來。”
TBM穿越軌道運(yùn)營線
2015年11月6日，重慶市軌道交通一號(hào)線如往常一樣運(yùn)營，列車經(jīng)過歇臺(tái)子、石橋鋪站時(shí)，熙攘的人群上上下下，絲毫沒有感覺到地下2米處，五號(hào)線一級(jí)重大風(fēng)險(xiǎn)源被成功攻克。
五號(hào)線區(qū)間隧道4次下穿、上跨既有運(yùn)營一號(hào)線、六號(hào)線，橫向最小凈距0～6.3米，豎向最小間距1.66米。其中歇臺(tái)子站～石橋鋪站區(qū)間隧道下穿運(yùn)營中的軌道交通一號(hào)線，左右線隧道雙線下穿，曲線半徑均為500米，隧道與左、右線凈距分別為4.19米、2.37米，國內(nèi)罕見。
建設(shè)者調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，做好TBM姿態(tài)控制，同時(shí)采取全圓管片二次定向定量注漿方式加固地層，減少既有線變形與沉降?？刂浦剡_(dá)500多噸的TBM成功下穿，沉降量僅為1.2毫米，專家稱之為“完美穿越”。
TBM穿越鐵路運(yùn)營線
五號(hào)線與渝懷、渝遂、蘭渝3條鐵路6次“親密接觸”。其中大竹林出入段線～人和站單護(hù)盾TBM隧道依次上跨渝懷線中線隧道、井口～江北客站二線隧道、渝懷鐵路井口～重慶北改線隧道3條既有鐵路線。區(qū)間隧道與既有鐵路隧道豎向凈間距4.25米～11.81米，影響長度范圍10.89米～39.5米，其中最小凈距4.25米，屬Ⅱ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)源。既有鐵路監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)要求高。
TBM上跨既有鐵路線過程中，施工人員選擇掘進(jìn)參數(shù)遵循“四低一連續(xù)”即低轉(zhuǎn)速、低貫入度、低推力、低扭矩、連續(xù)掘進(jìn)的原則，盡量減少刀盤對地層的振動(dòng)和擾動(dòng)，確保水平收斂和拱頂位移均在5毫米以內(nèi)，軌道沉降在2毫米以內(nèi)。
此外，中鐵隧道集團(tuán)還根據(jù)地質(zhì)條件發(fā)揮傳統(tǒng)鉆爆法的優(yōu)勢，多次成功穿越既有運(yùn)營線。其中幸福廣場站～冉家壩站區(qū)間與既有軌道交通6號(hào)線平行并上跨通過，平行段距離6號(hào)線最小凈距15米，采取鉆爆法施工；上跨段距離6號(hào)線最小垂直距離不到3米，采取非爆破上下臺(tái)階法施工。
新技術(shù)新工藝成功運(yùn)用“志之所向，無堅(jiān)不入，銳兵精甲，不能御也。”五號(hào)線沿線大多處于繁華商業(yè)區(qū)，下穿軍工廠、醫(yī)院、住宅、水庫，以及燃?xì)夤艿?、通訊電纜、地下水道等市政設(shè)施，施工難度很大。中鐵隧道集團(tuán)總承包部常務(wù)副指揮長吳顯金介紹，正是秉承這種矢志不渝的堅(jiān)強(qiáng)信念，他們在較短時(shí)間內(nèi)攻克了一項(xiàng)項(xiàng)技術(shù)難題，引領(lǐng)城市軌道交通建設(shè)發(fā)展方向。
非爆破工藝
大石壩站洞口段下穿長安工業(yè)廠房及藍(lán)箭賓館，周邊醫(yī)院、住宅區(qū)環(huán)繞。設(shè)計(jì)爆破振速上限為每秒1厘米。經(jīng)過多方調(diào)研后，建設(shè)者為了盡可能降低爆破帶來的震動(dòng)影響，率先采用非爆工藝，實(shí)現(xiàn)了振速低于每秒0.8厘米的突破。
同時(shí)，他們針對多處涌水大的情況，對隧道襯砌工藝進(jìn)行革新，采用“止水帶保護(hù)槽”的方法，一舉攻克了隧道壁滲水漏水的頑疾。
給隧道戴上“安全帽”
鳳西路站長219.8米，埋深16米~18米，需下穿川渝交通要道——成渝高速公路，且位于回填土段。確保隧道安全質(zhì)量成為重中之重。
一種國內(nèi)新工藝“雙層初支疊合拱蓋法”被提上日程。中鐵隧道集團(tuán)建設(shè)者反復(fù)論證、推敲，多次修改設(shè)計(jì)方案，成功掌握了該工法。
“拱蓋法”較傳統(tǒng)雙側(cè)壁導(dǎo)坑法減輕了對圍巖的擾動(dòng)，增加了50厘米的“拱蓋”，相當(dāng)于給隧道戴上了一層“安全帽”。“你在高速上跑你的車，我在隧道里干我的活兒”成為五號(hào)線建設(shè)中的一道奇特景觀。
“移動(dòng)沉淀池”
TBM施工需在井口修筑固定三級(jí)沉淀池。沉淀池每10天清理一次，每次需3人~5人，清理時(shí)需停工1.5天，制約了施工進(jìn)度。建設(shè)者通過改進(jìn)，將洞內(nèi)排污管接至渣斗車中，經(jīng)渣斗過濾后，再流入固定沉淀池，每天只需用龍門吊將渣斗車清理即可，隨滿隨起吊。
改進(jìn)后，項(xiàng)目從進(jìn)場到完工只需清理1次沉淀池。一線工人稱之為“移動(dòng)沉淀池”，經(jīng)過“篩選”的水還可以重復(fù)利用，有效保護(hù)了環(huán)境，此方法在全線得到推廣應(yīng)用。
“出渣漏斗”
TBM在掘進(jìn)過程中產(chǎn)生稀泥性渣土，對現(xiàn)場文明施工、環(huán)境保護(hù)及渣土運(yùn)輸都是極大的考驗(yàn)。為了保證文明施工，減少對環(huán)境影響，建設(shè)者對出渣車進(jìn)行車身密封改造，在車身上部設(shè)置了出渣口，被戲稱為“出渣漏斗”，徹底避免了上述“煩惱”。該項(xiàng)改進(jìn)設(shè)備已獲得國家實(shí)用新型專利。
中鐵隧道集團(tuán)在信息化施工方面也探索出了一條新路。五號(hào)線率先引入先進(jìn)的建筑信息模型（BIM）技術(shù)，開展了艱苦的技術(shù)論證和試驗(yàn)應(yīng)用過程，取得了兩項(xiàng)軟件著作權(quán)、4項(xiàng)發(fā)明專利。該技術(shù)有效避免了設(shè)計(jì)的誤差、過程的返工和材料的浪費(fèi)，成為工程建設(shè)領(lǐng)域今后發(fā)展的必然方向。
