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【科技日報】下穿運營線路,沉降值不到2毫米!青島這條地鐵厲害了!

發布時間:2019-09-19信息來源:科技日報瀏覽次數:1190

金秋時節,青島地鐵建設傳來喜訊。9月15日,青島地鐵特別重大一級風險源——青島地鐵8號線青島北站至滄口站區間暗挖段下穿運營地鐵3號線開挖及初支施工全部順利完成。

值得一提的是,青島地鐵8號線青滄區間成功下穿運營地鐵3號線,是青島地鐵建設史上首次下穿運營地鐵,其線路垂直距離僅為1。168米,平面交角僅16度,結構間最小距離為1。734米,其中超前導管加固范圍距3號線僅為0。407米,屬于國內罕見的小凈距、小角度、長距離下穿運營地鐵線路工程。

▲9月15日,青島地鐵特別重大一級風險源——青島地鐵8號線青島北站至滄口站區間暗挖段下穿運營地鐵3號線開挖初支施工全部順利完成。

地鐵線路的規劃建設,都牽動著市民的心。而青島地鐵8號線青滄區間下穿運營地鐵3號線,由于施工風險高、難度大,是青島地鐵特別重大一級風險源,尤為令人矚目。作為青島地鐵8號線的施工單位,中鐵八局昆明公司在施工中科學設計,精密分析,靠技術創新將已運營地鐵3號線結構的沉降值控制在2毫米以內,僅約1枚硬幣厚度,可謂地鐵施工史上的“奇跡”。

▲青島地鐵8號線平面示意圖

在運營地鐵下“開天辟地”

根據線路規劃需求,青島地鐵8號線青滄區間需下穿已運營地鐵3號線。在滿足地鐵運行縱坡條件下,線路設計不斷優化調整,盡可能增大兩結構間距,結構間最小垂直距離最終確定為1。168米。

青島地鐵3號線于2016年12月18日全線開通運營。下穿段范圍內,青島北站至永平路站區間3號線列車運行速度為72千米每小時,列車行車間隔為4至6分鐘,運營時間為6:00至22:30。青島北站為國鐵、地鐵共用站,為已運營地鐵3號線北端起始站,客流量極大。

新建8號線青滄區間隧道小凈距下穿已運營地鐵3號線,兩隧道交疊垂直距離僅1.168米,在如此小的凈距且小角度、長距離下穿3號線的條件下,開辟一條隧道,施工難度可想而知。另外,由于3號線建設時采用礦山法爆破開挖,在3號線隧道洞周已產生2米的爆破松動圈,圍巖穩定性變差,8號線隧道開挖施工中極易發生落石掉塊,沉降控制難度極大,稍有不慎就會造成地鐵線路沉降超標,危及行車安全,后果不堪設想。

▲青滄區間超前小導管打設施工

施工前期,通過青島市及國內隧道施工專家與參建各方一起進行的方案評審,該項目最終采用懸臂掘進機這一很少用于地鐵施工的機械進行隧道非爆開挖,將對3號營運線的擾動降到最低水平。為實時掌握3號線結構、道床變形沉降情況,方案上采用自動化監測手段,測量機器人15分鐘每次監測隧道變形情況,靜力水準儀1.5分鐘每次監測道床沉降情況、振速儀實時監測振動情況、視頻監控實時查看列車運行情況,施工沉降變形預警值設定為3毫米,利用數據自動采集軟件、綜合預警管理系統、監測云平臺進行24小時實時監測,確保發現異常能第一時間處理,確保下穿地鐵施工萬無一失。

堅決執行,分毫不差

下穿施工前,施工單位中鐵八局昆明公司廣泛開展了對全體管理人員及作業人員的安全技術交底,強調工程面臨的風險,要全體參建人員高度重視,上下一心,站在確保青島地鐵3號線廣大乘客安全的高度上,確保下穿施工安全。

下穿施工中,項目部率先執行一級風險源“一控六專項”管理制度,即:“一控”現場安全質量管控方案,專項勘察、專項設計、專項施工方案、專項監理實施細則、專項監測方案、專項應急預案“六專項”。下穿期間業主、勘察、設計、監理、監測、施工等單位駐點全過程實施安全質量管控監督,各工序嚴格執行“三檢制度”,報監理驗收后方可進入下一步工序,所有隱蔽驗收過程全部留存影像資料并及時上傳至施工管控群,以便各方留底。每天堅持組織參建各方召開施工對接會,對當天的施工情況及監測數據進行匯報分析,發現問題立即解決。嚴格的分級施工預案,確保施工安全萬無一失。

▲地鐵8號線線路示意圖

細化調整,不斷完善

地鐵礦山法隧道施工常用爆破開挖,極少用機械開挖。為減少對圍巖擾動,下穿3號線采用懸臂掘進機進行開挖。懸臂掘進機具有開挖振動小、開挖面圓順等優點。但整體機身長,掘進頭大,通過試掘進階段的研究,項目部針對機械特點對方案進行了針對性細化調整,并完善了設計變更手續。根據施工情況及監測數據分析,將開挖臺階長度縮短,取消橫向支撐,優化加強各項支護參數,達到了進一步穩定支護體系的目的。

隧道支護方面,項目部優化初期支護噴射混凝土厚度,由300毫米加厚為350毫米,優化超前小導管強度,由直徑42毫米壁厚3.5毫米鋼管加強至直徑48毫米壁厚6毫米的鋼管,同時引入漲殼式錨桿提供100千牛預應力鎖定上臺階拱腳防止失穩,與側墻中空錨桿、鋼筋網、格柵鋼架形成聯合受力支護體系,確保施工安全。

為做到“超前謀劃、提前預防”,項目部引進超前探孔成像設備,對作業面前方圍巖地質情況做到精準勘察,輔以超前地質雷達探測手段,雙保險確保超前地質預報準確。預報結果及時報送相關單位,以便根據結果及時調整方案,指導隧道安全施工。隧道施工嚴格遵循先探后挖的原則,超前地質預報工作貫穿整個施工過程。

經過九個月的全過程安全質量管控施工,青島地鐵8號線成功完成青滄區間下穿運營地鐵3號線開挖支護施工,將已運營地鐵3號線結構的沉降值鎖定在了2毫米以內,用僅約1枚硬幣厚度的沉降量,為我國極小凈距下穿建構筑物施工提供了一個成功的施工案例。

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