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【科技日報】下穿運營線路,沈降值不到2毫米!青島這條地鐵厲害了!

發布時間:2019-09-19信息來源:科技日報浏覽次數:1700

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,其線路垂直距離僅爲1.168米,平面交角僅16度,結構間最小距離爲1.734米,其中超前導管加固範圍距3號線僅爲0.407米,屬于國內罕見的小淨距、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,尤爲令人矚目。作爲青島地鐵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號線結構的沈降值控制在2毫米以內,僅約1枚硬幣厚度,可謂地鐵施工史上的“奇迹”。

▲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爲1.168米。

青島地鐵3號線于2016年12月18日全線開通運營。下穿段範圍內,青島北站至永平路站區間3號線列車運行速度爲72千米每小時,列車行車間隔爲4至6分鍾,運營時間爲6:00至22:30。青島北站爲國鐵、地鐵共用站,爲已運營地鐵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淨距下穿已運營地鐵3號線,兩隧道交疊垂直距離僅1.168米,在如此小的淨距且小角度、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號線隧道洞周已産生2米的爆破松動圈,圍岩穩定性變差,8號線隧道開挖施工中極易發生落石掉塊,沈降控制難度極大,稍有不慎就會造成地鐵線路沈降超標,危及行車安全,後果不堪設想。

▲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。爲實時掌握3號線結構、道床變形沈降情況,方案上采用自動化監測手段,測量機器人15分鍾每次監測隧道變形情況,靜力水准儀1.5分鍾每次監測道床沈降情況、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,施工沈降變形預警值設定爲3毫米,利用數據自動采集軟件、綜合預警管理系統、監測雲平台進行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,施工单位中鐵八局昆明公司广泛开展了对全体管理人员及作业人员的安全技术交底,强调工程面临的风险,要全体参建人员高度重视,上下一心,站在确保青岛地铁3号线广大乘客安全的高度上,确保下穿施工安全。

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”,報監理驗收後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並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彙報分析,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

地铁矿山法隧道施工常用爆破开挖,极少用机械开挖。为减少对围岩扰动,下穿3号线采用懸臂掘進機进行开挖。懸臂掘進機具有开挖振动小、开挖面圆顺等优点。但整体机身长,掘进头大,通过试掘进阶段的研究,项目部针对机械特点对方案进行了针对性细化调整,并完善了设计变更手续。根据施工情况及监测数据分析,将开挖台阶长度缩短,取消横向支撑,优化加强各项支护参数,达到了进一步稳定支护体系的目的。

隧道支護方面,項目部優化初期支護噴射混凝土厚度,由300毫米加厚爲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,同時引入漲殼式錨杆提供100千牛預應力鎖定上台階拱腳防止失穩,與側牆中空錨杆、鋼筋網、格柵鋼架形成聯合受力支護體系,確保施工安全。

爲做到“超前謀劃、提前預防”,項目部引進超前探孔成像設備,對作業面前方圍岩地質情況做到精准勘察,輔以超前地質雷達探測手段,雙保險確保超前地質預報准確。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後挖的原則,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號線結構的沈降值鎖定在了2毫米以內,用僅約1枚硬幣厚度的沈降量,爲我國極小淨距下穿建構築物施工提供了一個成功的施工案例。

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