集团公司首个泥水盾构项目全线贯通

编辑发布:网站新闻编辑部   时间: 2019-04-04 【字体:

  本站广州讯:3月31日,随着巨大的轰鸣声,接收井水面泛起阵阵浪花,随后“铁龙29号”泥水盾构机刀盘缓缓露出水面。城轨公司广州轨道交通8号线北延段9标出段线隧道顺利贯通,项目出入段线隧道实现安全顺利贯通。这是我集团首个泥水盾构施工项目的全线贯通,给集团在该领域的施工积累了宝贵经验。

  此时,在现场的项目经理张桥看着盾构机刀盘一点点地出来,感慨地说:“600多米的隧道,我们掘进了11个月,经历了太多太多,现在一颗悬着的心终于可以放下来了。”

历经9个特大风险源,他们攻克全线最难标段

  项目入段线隧道全长685.004米,出段线隧道全长623.839米,最浅覆土只有1.3米。但是就是这在旁人看来很不起眼的几百米盾构隧道,因上软下硬地层、液化砂层、过白云湖引水渠等等工程的特殊性、地质的复杂性,被广州地铁集团和集团公司列为重难点项目。“光特大风险源就有9个,是八号线最难的标段。”业主代表感慨的说。在方案评审时,与会的院士专家直呼:“这种地质下进行盾构施工,实在太难太难了!”

  盾构机操作室,操作手赵相厂正目不转睛地望着屏幕上的掘进参数,像弹钢琴一般调整着掘进参数,一刻不停。“盾构机始发后先以270米的半径右转下坡,然后以250米的半径左转上坡,等于画了一个巨大的‘S’。”复杂的隧道线性让赵相厂的神经时刻紧绷着:“相比于直线掘进,我们必须提前预判盾构机的姿态,利用好盾构机的主动铰接系统,保证成型隧道线性。”

  相比于工程本身的难度,复杂的地质条件更是时刻考验着建设者的神经。该项目是集团公司首次采用泥水加压式盾构机施工。与土压平衡盾构机有所不同,泥水盾构机的渣土是以泥浆的形式通过泥浆泵输送出去的。而在出入场线施工中,泥水盾构机碰到了一个地质“克星”——上软下硬复合地层。在复合地层中掘进,会产生大量的块石,这对盾构机的泥水环流系统是一个极大的考验,一不小心就会造成排浆管堵塞。

  “排浆管又被堵住了。”一阵刺耳的电话铃声打破了监控室的宁静。这样的堵管碰到过很多次了,但这一次盾构十三队长队长徐冬林却惊出了一身冷汗:“盾构机正在下穿白云湖引水渠,堵管必然造成掌子面压力突然增大,很有可能击穿河底,后果不堪设想。”几百米的管道、上百个接头,挨个排查,堵管在第一时间得到解决。

  上软下硬地层带来的麻烦还不止于这些。长距离的上软下硬地层掘进,刀具磨损严重,在距离白云湖引水渠不到4米的位置,一块刀圈断落进入了采石箱。“绝对不可能成功,泥水盾构机采用衡盾泥开仓,全国都没有先例。泥水盾构机没有螺旋机,衡盾泥板结后会造成更大的麻烦。”当项目部决定采用衡盾泥密封带压开仓换刀时,论证会上专家们均给出了否定答案。“明知山有虎,偏向虎山行”,城轨公司派出技术攻关团队,经过多次试验,不断优化衡盾泥的配合比、检验密封效果,最后获得成功。

  提到液化砂层,盾构管理中心总工杨玉到现在还心有余悸:“砂土液化地层对扰动的敏感性很强。稍有扰动,便会像水一样。在这种地层中掘进,盾构机的‘脑袋’会不自觉地往下沉,对盾构机姿态控制提出了挑战。”2018年11月,当盾构掘进至液化砂层时,每掘进一环,伴随而来的是姿态偏离、土方超挖,盾构姿态最多的时候偏离中心线达90毫米。更具有挑战性的是,此次盾构机正处于西江引水管下方,该供水管承担着广州市区三分之一的供水任务,广东省更是专门下发了关于西江引水管的保护条例。面对一触即发的险情,他们果断决定采用盾体注厚浆系统,对盾体下方注入厚浆,同时加大二次注浆量和注浆压力,抑制盾构姿态下沉,安全通过了西江引水管。

  与复杂地质“作斗争”也是技术创新的“宝藏”。根据施工经验的总结,公司撰写的《降低泥水盾构上软下硬地层掘进堵管发生率》QC成果获得了湖北省工程建设QC成果二等奖,QC团队也获得了2018年度全国市政工程建设先进质量管理小组称号;项目部获得6项实用新型专利,2项目发明专利。

  “我们也是久病成医。”盾构十三队技术室主任赵东红打趣的说。

五步一难十步一险,他们在极端复杂环境下掘进

  地质条件十分复杂,地上环境同样不容乐观。出入段线区间周边环境十分复杂艰险,盾构机连续下穿一系列重大建筑物风险源,可谓是“五步一难、十步一险”,施工难度之大、风险之高,十分罕见:下穿污水处理站,位于上软下硬地层,盾构施工对污水处理设备扰动大;下穿倒吸虹污水箱涵,沉降控制不当容易引起污水泄露,污染白云湖水源;下穿八方物流园南门桥,是物流重载车辆的主要通道,其木桩基础极易堵塞盾构机环流系统;下穿白云湖引水渠,穿越距离长达101米;下穿直径2.4米的西江引水管,是广州西城片区原水供应的主管道,距离隧道顶部仅有2.1米,沉降控制要求十分严格;连续下穿华南快速高架桥和污水箱涵,污水箱涵侵入隧道1.6米,盾构机刀盘和环流系统面临着极大的考验。

  “各类风险点影响长度累计达301.2米,占全段比例高达44%,我们每一步都走得很艰难,真的是战战兢兢、如履薄冰。”针对上述风险,项目部严格执行重大风险源节点验收制度,同时严控泥浆质量、注浆参数等,并随时根据监测情况调整掘进参数。

  在“过五关斩六将”的盾构施工中,有一个地方,所有人都格外重视,那就是连续下穿华南快速高架桥和污水箱涵。下穿污水箱涵时,松木桩、钢筋、混凝土块对盾构机的泥浆环流系统是一个极大的考验。

  3月13日,距离贯通就剩30多环了,但最难走的往往就是最后的几步。“又堵管了。”这样的消息,在下穿污水箱涵的那些日子,听到了太多次了。每次堵管,都要把所有的管路排查一遍,找到堵点,割开管道,总能看见能木屑、钢筋把管道堵得严严实实。不停的切割、焊接,几百米的管路,到处都是“补丁”。

  “最艰难的时候,三天才能推进一环。几个小时能推进五公分,已经了不得了。”张桥说到,下穿污水箱涵的18环,他们推了27天。

  前期探明的风险可以有备无患,但是前期没有探明的风险,总会让人措施不及。2018年8月,当盾构机穿过污水箱涵,准备继续前进时,项目部发现,三条110KV的高压线缆侵入隧道。可最难办的还在后面。经了解,110千伏的高压电缆的产权方为台资企业,如果迁改,正常的程序需要一年的时间。这可急坏了张桥。“我们了解到,高压电缆每年的春季会停电检修。经过多方沟通协调,将春季检修的时间,提前到11月份检修。”利用检修停电一天的宝贵时间,项目部将三根高压电缆整体抬高1米,仅仅用了一个半月的时间,实现了“巧渡金沙江”。

首次采用水下接收盾构机,他们创造了多项施工记录

  “盾构机怎么被水淹了?”这是项目总工程师王策今天回答最多的问题。

  相比于始发和掘进,盾构机的接收同样风险不小。接收端埋设最浅处仅1.3米,并且污水、通信、自来水、电力等十几种管线密布,端头加固条件相当苛刻,加固质量难以保证。接收过程中,如果出现涌水涌砂,将是灾难性的后果。

  经过对比常规接收、钢套筒接收等多种接收方式,城轨公司组织技术团队反复进行科技攻关,通过反复研究,多次邀请专家召开论证会,最终决定大胆采用水下接收方式。“我们主动用水和泥浆将接收井回填,利用接收井内外水土压力平衡可控制渗透的原理,在水土压力平衡的情况下将盾构机安全推入接收井,极大地降低了盾构机出洞过程中对周边环境的影响。”张桥介绍说,接收过程中他们控制水位高度,露出刀盘弧顶部分,既能防止地下水从开放的洞圈中大量涌出发生险情,又能像普通接收方式一样观察刀盘的准确位置,实现精确的行程控制和灵活的应急管理,在可视化的条件下实现安全接收。

  4月1日,盾构机安全出洞的第二天,徐冬林的眼皮仍在“打架”。从3月31日上午盾构机开始磨桩、准备出洞,他就一直盯着现场,不停地用对讲机与操作手进行交流,中间只是眯了一会。“水下出洞,看不见接收托架。盾构机能不能安全上托架,谁心里都没底,并且是250米小半径接收,盾构机姿态控制很关键,要不然容易造成‘脑袋’出来,‘尾巴’却出不来。”

  水下接收盾构机在广州地铁集团、集团公司、城轨公司历史上尚属首次,没有可以借鉴的经验。公司上下密切联动,技术团队勇于创新、敢闯敢干,“拜师”外部专家,严控掘进参数,出洞期间24小时不间断值守,密切关注地表及水面变化,确保“城轨蛟龙”安全平稳的浮出“海面”,成为全线第一个完成全部附属结构施工的标段,为全线轨道铺设和机电安装打下了坚实基础。广州地铁集团副总经理竺维彬称赞到,十一局真是厉害。

  “集团首个泥水盾构施工项目全线贯通,是企业盾构施工专业实力的集中体现,为企业抢占华南市场,也为集团全力以赴进军大盾构领域提供了强有力的业绩支撑和技术支持!”城轨公司执行董事周晗这样说。(文图/赵金飞 审稿/何赟)


项目出入场线区间顺利贯通


出入段线区间连续小半径掘进