成都地鐵10號線二期工程下穿成都雙流國際機場,施工期間跑道沉降一旦超過5毫米,機場就會緊急關閉,意味著每天將有1000多架航班停飛,15萬人出行受阻;5號線盾構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號線施工中,引入高鐵施工技術標準……
中國鐵建為了高品質建設成都軌道交通,在地質環(huán)境復雜、下穿風險高、施工難度大、沒有可借鑒經驗等重重難關下,不斷優(yōu)化設計方案,持續(xù)提升施工技術,推動城市軌道交通建設標準向“毫米級”時代邁進。
下穿雙流機場“零沉降”
在成都雙流國際機場,一架滿載旅客的波音777型客機停落的同時,滑行跑道地下20多米處,一趟列車正以100公里的最高時速飛馳而過……
這班剛運營的地鐵10號線二期工程地鐵列車??吭陔p流機場站時,絡繹不絕的乘客可能會想起新聞里對它的描述——這是成都地鐵開建以來時速最高、高架最長的線路,也是全國首例在富水砂卵層地質中下穿機場的盾構施工案例。
已完工的成都地鐵5號線。向莉莉 攝
困難前所未有,風險一觸即發(fā)。每兩分鐘就有一架飛機起落的停機坪與滑行跑道下,是地質極不穩(wěn)定的富水砂卵層,盾構施工極易導致地面下陷。“隧道頂部距離地面最近處僅8米,站在地面能感覺到盾構刀盤旋轉時的震動。”10號線二期1標項目副經理鄭鵬飛介紹。
地下3米到地下20米范圍內幾乎都是地下水和堅硬無比的卵石。傳統(tǒng)挖井排水法可能導致地面嚴重下沉,而常規(guī)凍結法施工只適用于淤泥、砂層地質,將其應用于富水砂卵石地層還前所未有。為檢驗凍結法在富水砂卵石地層應用的可行性,2018年7月,他們選擇了一段地質、埋深情況與機場相似的管段進行試驗,并取得了成功。
不同于淤泥里鑿孔,堅硬的卵石成為凍結孔開鑿的最大障礙。“鉆第一個凍結孔我們耗時7天,報廢十幾個鉆頭。如果按這個進度,光打孔就需大半年時間。”鄭鵬飛回憶,他們一邊優(yōu)化鉆孔方案,一邊調整鉆頭,耗時半個月完成了70多個凍結孔和8個測溫孔的開鑿任務。
經過50多天的冷凍后,掌子面的各項參數(shù)均達到凍結標準。技術人員下到掌子面時,看到地下水流和卵石全部結成了碩大的冰塊,大家懸著的心終于放下了。
3個月后,完成使命的盾構機在雙流國際機場下穿隧道內解體。經多方測量,盾構施工完成后,雙流國際機場停機坪與滑行跑道均為“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了,在陽光的映襯下,家屬院的銀杏樹散發(fā)出金色的光。年過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們擺起了龍門陣,幸福洋溢在大家臉上。
“乘坐地鐵5號線,從家到人民公園只需20多分鐘,轉乘到春熙路也不過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家屬院下穿行而過的5號線。
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世紀七八十年代,因年代久遠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,當時,家屬院1000多名居民都擔心左右線兩次下穿會直接影響到房屋的穩(wěn)定性。對于居民們的擔心和阻撓,施工單位技術負責人張宗來也表示頗為理解:“有幾棟樓開裂確實十分嚴重,很多裂縫,手指頭都能輕輕松松塞進去。”
盾構穿越這類老舊建筑群的案例本就國內鮮有,沒有經驗可借鑒,加上復雜的地質環(huán)境,令施工舉步維艱。為最大程度降低盾構掘進對樓體的影響,他們先對下穿范圍內的14棟樓進行注漿加固,并根據(jù)地質變化嚴格控制掘進參數(shù)。他們還在渣土車上安裝了刻度表和自動稱重設備,對每一環(huán)出土方量都進行嚴格稱量。
2018年7月15日下午,隧道右線掘進時大家發(fā)現(xiàn)出土方量比計劃多了1.32立方米。“出土多了,說明盾構掘進方向有下沉。”業(yè)主單位的技術專家建議盾構立即停機。但測量人員對數(shù)據(jù)情況的實時分析顯示,地面沒有出現(xiàn)下沉。
“盾構一旦停機,再啟動時瞬間產生的震動力肯定會加劇隧道頂部下沉,讓掘進風險更高。”認真分析現(xiàn)場情況后,他們決定對下沉部分緊急注漿,讓盾構快速穿過這段地質不穩(wěn)定區(qū)域。
因為前期加固方案到位、盾構掘進方案得當,鐵路局家屬院小區(qū)內所有建筑物都實現(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)函表揚。
有軌電車引入高鐵標準“零顛簸”
高顏值的列車、舒適的乘車體驗,讓有軌電車蓉2號線運營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“和乘坐高鐵時一樣,如履平地,幾乎沒有什么感覺”的贊嘆。
“和高鐵一樣舒適穩(wěn)定,是我們將高鐵軌道CPⅢ技術引入了有軌電車施工中。”施工單位副指揮長周曉松分享了這條“網紅”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0.5毫米,10米落差不得超出2毫米……有軌電車蓉2號線能有高鐵般的舒適度,這些精度標準缺一不可。
有軌電車行業(yè)內尚未形成統(tǒng)一的技術標準,每個城市都按需自行劃定。為了高品質建設好我國西南地區(qū)的首條有軌電車,建設者參照高鐵建設標準施工,采用嵌入式連續(xù)支撐軌道結構鋪設無縫線路,引進高鐵CPⅢ控制網測量技術,通過三維立體測量技術精準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。
“50多名測量員組成的測量隊伍中,6成以上都參與過高鐵施工。”測量隊負責人張晨表示,采用高鐵標準意味著測量網要成倍加密,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。
“按照設計,有軌電車的最高運行時速僅有20公里,我們之所以按照高鐵的速度標準去要求自己,就是想以最高標準引領行業(yè)標準。”項目負責人表示,現(xiàn)在,他們總結的《四川省有軌電車實施及驗收標準》已成為四川省的行業(yè)“坐標”。
技術服務成都地鐵建設,標準匯集整個行業(yè)。13類關鍵施工組織方案、1000多項關鍵環(huán)節(jié)把控要點、超過5000項典型案例……在成都城市軌道施工期間,中國鐵建編寫了一套《地鐵施工手冊》。目前,600萬字、摞地上有半米高的《地鐵施工手冊》已通過行業(yè)專家審定,未來將成為我國編制的首部地鐵施工工具書。