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“穿越彩虹的车站”背后的故事

2022-11-21 13:21:10
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深圳地铁14号线嶂背站大盾构扩挖小盾构隧道施工纪实

  在深圳地铁14号线的18个站点中,有这样一座小巧的车站,它的站台隧道管片上采用彩虹色系涂料作为装饰亮点,展露出结构美的同时让飞驰的地铁犹如在“彩虹隧道”中穿梭,它就是国内首次采用“大盾构扩挖小盾构隧道”工法建设的嶂背站。

“穿越彩虹的车站”背后的故事

深圳地铁14号线嶂背站

  大胆想,先隧后站破难题

  “一般地铁建设采用‘先站后隧’的建设顺序,就是先建设车站,将车站作为区间隧道施工盾构始发和接收的竖井,然后建设区间隧道。但是嶂背站是为了方便大家去位于项目部所施工的大宝区间的深圳市肿瘤医院就医而临时增设的车站。当时,大宝区间小盾构已始发,而车站大小里程竖井施工未完成,无法及时提供小盾构吊出条件。如采用传统‘先站后隧’方法施工,则需要小盾构长时间停机等待竖井施工,将影响后续的盾构掘进任务,导致全线的试运行节点滞后、14号线延迟开通。”项目经理任飞介绍道。

  为满足施工节点要求,中铁五局电务城通公司深圳地铁14号线土建四工区项目部决定另辟蹊径,经过多次内部策划、与设计单位探讨,大胆提出了“以大扩小”的施工理念,即在车站大小里程竖井端头围护桩施工完成后,让小盾构先行穿过新增车站,完成后续盾构掘进任务,再对小盾构施工的隧道进行回填,然后待竖井施工完成,从车站竖井始发大盾构二次复推的方式形成地铁车站。

  “从无到有的过程很艰辛,我们项目技术团队大大小小会议开了不下四十个,熬了不少通宵来制作资料。”项目总工许迪谈到方案研讨过程十分感慨。为推动方案落地,项目部联合同济大学科研团队,开展了“先隧道后车站”大盾构复推技术实验评估,又多次邀请国内行业专家对施工方案进行论证,历时半年终于创造了一种国内首例施工工法“大盾构扩挖小盾构成型隧道快速建造车站施工工法”。运用大扩小工法的优点是既不影响大宝区间原有盾构掘进任务,又能保证新增车站的大盾构及时进场,节约资源的同时能快速有效地完成新增车站主体施工。此外,该工法还丰富了既有隧道扩建的方式,为后续类似的施工提供了宝贵经验。这也是此项技术在国内首次应用于地铁施工,填补了国内盾构施工领域的空白。

  大胆干,精益求精攻难关

  全新的工法也意味着全新的挑战,意味着要攻克从没遇到过的技术难关及安全风险。

  项目施工中遇到的第一重难关就是扩挖前的小盾构隧道回填。“为保证回填施工质量,项目部制定了分层分段回填方案,我们自认为已经做到很详细很全面了,但是由于隧道顶部1-2m的位置操作空间小、泵管无法固定、封堵墙无法完全封闭,实际操作起来仍是困难重重。”项目部技术主管郭威介绍道。为此,项目部根据现场实际,进一步优化施工方案,使用软管延长泵管输送混凝土,并细分小段浇筑的方式,确保小盾构隧道回填密实。

  “我建议大盾构上按照硬岩的强度来配置加强型刀具,确保较高的掘进效率。”

  “我认为掘进中应加大发泡剂比例来改良渣土,从而改善土体流动性,减小刀具磨损。”

  这样热烈的技术讨论在项目部的会议室里进行了无数次。每一个人都在殚精竭虑、群策群力,只为了第一次的完美。

  大盾构扩挖不同于普通盾构掘进,其掘进地层为人工复合地层,存在人工回填混凝土、小盾构管片、浆液层以及自然地层等,地质极其复杂。因此在盾构掘进过程中,项目部及盾构队需要对施工方案及盾构机各项参数进行针对性调整。

  “除了针对性的施工方案,由于原小盾构隧道管片中存在大量小直径钢筋,极易缠绕在刀盘上,在推进一段距离后,需要及时开仓人工清理刀盘上缠绕的小钢筋,否则会出现螺机口堵塞、缠绕螺机现象危及施工安全。因此在实际掘进过程中,最困难的便在于需要频繁的开仓。大盾构隧道单线一共才133环,却开仓了6次,双线共开仓了10余次。一般正常条件下的盾构掘进这么短的距离是不需要开仓的。”项目部副经理施昌强说道,作为项目部主管该工点的现场副经理,施昌强每次开仓都需要在隧道里24小时值班。

“穿越彩虹的车站”背后的故事

开仓清理钢筋

  好不容易隧道即将扩挖完成,大盾构接收又遇到了难题。由于接收井洞门没有完整的围护结构,小盾构管片与原地层粘结性较差,太大的推力及掘进速度将导致小盾构管片会被慢慢顶出原有位置,直至掉落至竖井底板。因此,盾构机最后出洞前的参数控制极为关键。为此,项目部盾构作业队多方听取意见,参考不同地质条件下的盾构掘进参数,适当减小大盾构机的推力、降低速度、控制刀盘扭矩,同时在接收端对小盾构管片进行支撑,使小盾构管片得到完全切削,顺利完成接收。

  “大盾构扩挖小盾构成型隧道快速建造车站施工工法”相较于正常盾构施工工法,极大地缩短了工期,减少了盾构长时间停机的人员和设备的闲置费用,同时保证了全线开通。在嶂背站建设中,车站全长260m,盾构扩挖段长197m,相较于新增车站竖井完成后小盾构吊出过站,再进行大盾构施工,缩短了工期,节约了成本。

“穿越彩虹的车站”背后的故事

  除了创造了新的盾构施工工法,嶂背站的建设更是一项名副其实的民生工程。嶂背站旁的中国医学科学院肿瘤医院深圳医院拥有高水平的肿瘤内科治疗团队和国家级的肿瘤防治“武器”,吸引着全国各地的患者前来就医。以往,到该院来需要乘坐3号线至大运站,再转乘其他交通工具前往,且该院位置偏僻,仅一条宝荷路通往外界,公共交通服务十分薄弱。14号线开通后,对于患者及家属的就医、附近居民的出行而言,嶂背站的建设意义不言而喻。

  走进已开通运营的14号线嶂背站,一个个期待的患者乘着“彩虹”来此就医,一个个出行的人群乘着“彩虹”远去,一份份幸福沿着“彩虹隧道”传递。

  (中铁五局电务城通公司 段轩 蒋莉萍)


(中国山西网责任编辑: 何潜彬)

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