轻轨4号线全线“洞通” 下穿北寺塔不好过

2015-08-18 09:10 浏览人数:624次 来源:苏州日报(苏州)

昨天,苏州轨道交通4号线全线“洞通”的最后“一战”,苏州火车站——北寺塔站区间隧道顺利贯通。这条长1344米的隧道,被视为4号线全线盾构施工难度最大的隧道之一。施工人员用了整整1年时间,才完成了该区间的双向掘进。

难点一

施工场地狭小。

实测8个以上点位,取代3个点位找圆心的办法,提高隧道测量精度。

盾构机的机身每前进50厘米都要五六个小时,平均每小时不到十厘米。

钢板上抹黄油,“螺蛳壳”里能转身。

施工场地狭小是苏州火车站——北寺塔站区间的一大难点。该区间埋深11.3米-21米,线路最小曲线半径为350米。“这个半径接近极限了”,负责施工的中铁一局苏州项目部总工程师万凯说,线路曲线半径越小,盾构机操作难度越大,庞大的机身要在这么短的半径内转圈,好比“螺蛳壳里转身”。同时,该区间最大坡度达到25‰,意味着平均1公里有25米的落差,同样为盾构机钢铁身躯的穿行带来了很大困难。

不仅如此,该区间实行北寺塔——火车站、苏锦村——火车站双向施工,要在火车站下完成盾构机的2次接收、2次调头始发。“如果在地面上,用一个大吊机一拎就行了”,万凯说,但因为处于地下密闭空间内,无法使用大型机械设施,全部要靠人工。

在这样的情况下,盾构机要顺利完成穿越和转身,提高精确度成为关键,即在1344米的区间长度内,盾构机掘进的轴线偏差不能超过5厘米。为此,技术人员改进了盾构测量系统。一般来说,任意测量3个点位就可以找到圆心,而施工人员在掘进过程中实测了8个以上点位,通过加密测量,提高了隧道测量精度。

为了让盾构机更顺利地调头转身,施工人员在托架和钢板之间抹上了工业黄油,以增加润滑度,再用千斤顶将机身一点一点推进。即便如此,机身每前进50厘米都要五六个小时,平均每小时不到十厘米。

难点二

建筑物最密集。

风险最大的当数下穿火车站普速场1-8号站台的施工,普通施工中,地面沉降允许范围为1.2厘米,但是这里要求控制在5毫米以内,最终沉降控制在1.2毫米之内。

先建模、再试验,精细穿越252座楼房。

苏州火车站——北寺塔站区间还是苏州轨道交通建设以来建筑物最密集、浅基础房屋最多的区间之一,施工中盾构机要下(侧)穿苏州火车站、北环快速路隧道、平门城墙楼、国保建筑北寺塔、官厍巷民国时期住宅楼等建(构)筑物252座,并穿越朱家桥河、外护城河等多条河道。

其中,252座楼房建(构)筑物的长度占到隧道区间总长的70%。万凯说,不同的房屋,其基础、层级以及地质条件不一,其受力也不同,可以说,苏州4号线70%的风险源都集中于此。

为确保安全施工,中铁一局苏州项目部组建伊始,便申报了名为“盾构长距离穿建构筑物群安全技术控制”的科研项目。该项目部与苏州科技学院建筑、结构及地下工程专业的相关师生共同组成科研小组,先对盾构区间上部重要建(构)筑的结构形式及抗裂性、地质情况,以及不同穿越方式(正穿、侧穿及埋深)进行了详细调研,然后建立不同状态的组合模型,模拟不同土层损失率状态下建(构)筑的不均匀沉降,并对此进行分析,确立盾构施工的各项参数。

在此基础上,项目部又以120米长的首推100环为试验段,进行穿越加固体、穿过连续墙帷幕、无房屋段掘进、正穿及侧穿房屋段掘进等不同类别的施工,根据实践情况进一步优化技术参数后,再全面推进实施。

其中,风险最大的当数下穿火车站普速场1-8号站台的施工,万凯说,普通施工中,地面沉降的允许范围为1.2厘米,但是这里的沉降要求控制在5毫米以内,通过精确测算和操作,他们最终将沉降控制在1.2毫米之内。

难点三

穿越高强度风井。

在原有92把刮刀的基础上,给盾构机的刀盘增加了78把先行撕裂刀。

在更换了1次新刀盘的情况下,盾构机4次磨穿玻璃纤维混凝土墙围护结构,完成风井穿越。

武装到“牙齿”,刀盘改造啃下“硬骨头”。

在4号线设计之初,依照节约成本、提高效率的原则,与苏州火车站改造进行了统一规划。其中,在火车站南广场为4号线预留了一口中间风井。然而,正是这口风井的连续墙成为盾构掘进途中的又一“硬骨头”。

万凯介绍,由于风井的连续墙采用了玻璃纤维混凝土结构,比传统钢筋混凝土结构强度更高,而普通盾构机的刀片主要是用来对付软土地层的,面对如此“强硬”的对手,可谓力不从心。

对此,中铁一局苏州项目部与易斯特设备公司合作,重新做了设计,对刀盘进行改造:在原有92把刮刀的基础上,给盾构机的海瑞克刀盘增加了78把先行撕裂刀。万凯说,刀盘就相当于盾构机的“牙齿”,有了这样一副全副武装的“利齿”,既增强了盾构机的破桩能力,也不耽误对软土地层的掘进。

他们还对盾构设备进行了更多优化。例如,将盾构机的动力设备即固定型主驱动改造为可伸缩型主驱动,改造后刀盘由4个连接至盾体结构的千斤顶支撑,受力更均匀、更稳当。同时,对操作系统之一的拼装机信号系统,考虑到其线路在施工中容易破损,便将有线改为无线系统,从而降低了操作故障率。此外,项目部还将盾构机的主驱动润滑供给系统由间歇式改造为连续式,给电瓶车设计了无线后视系统等,这些举措均提高了施工中的安全保障系数。

最终,在更换了1次新刀盘的情况下,盾构机4次磨穿玻璃纤维混凝土墙围护结构,完成了风井的穿越之旅。

连创经典案例

据了解,4号线盾构施工克服了各种困难,创造了多个苏州轨道交通工程建设的新案例:

安元西路站至春申湖中路站先后穿越了废弃钢板桩;

金民西路站至苏锦村站调整隧道断面,为将来312国道下穿隧道的顺利施工提供了保障;

邵昂路站至红庄站区间,左右线两条隧道的最小净距离只有1.8米,隧道转弯半径仅为300米,主线和支线由于隧道上下交叉,上下最小净距仅为4米,这是苏州轨道交通施工以来最小空间内的盾构掘进;

花港路站至江陵西路站区间,在原东太湖水域设置区间中间风井,基坑深30米,是到目前为止苏州最深的一处基坑;

同津大道站至庞金路站区间遇到了坚硬的硬质粘土,施工单位采取了土体改良、低速慢磨的方法顺利攻克难关;

天鹅荡路站至栖霞路站区间,盾构成功穿越已拆迁厂房的管桩基础共58根,且对上方基础未造成影响。


张家港房产网为您提供张家港房产资讯张家港二手房张家港租房信息!了解更多张家港楼盘信息请访问zjgfdc.com

zjgfdc.com 张家港房产网 客服/业务:0512-52036906 (微信同号) 苏ICP备20005318号-3
本网站所刊载的所有楼盘资料(特别是楼盘价格等)及图表、二手房房源租售信息等仅供参考,不声明或保证其内容的绝对精确性或可靠性。