盾構機作為當前地鐵工程建設中一種施工技術已日漸被人所熟知。讓我們走進位於順德的中鐵華隧聯合重型裝備有限公司(以下簡稱中鐵華隧),見證國內首台三模盾構正式完成組裝,在不久的將來擔負起地鐵七號線二期的建設任務。
廣州迎來首台三模盾構機
七號線二期主要經過番禺區、黃埔區,始於既有地鐵七號線一期大學城南站,線路由南向北途經大學城、長洲島、洪聖沙島、黃埔臨港經濟區、奧體新城、廣州科學城。線路全長21.9公裏,均采用地下線敷設;包括有11座車站(不含大學城南站)、11個區間、1個出入場線及1個ge站zhan後hou折zhe返fan線xian區qu間jian。七qi號hao線xian二er期qi將jiang與yu多duo條tiao既ji有you或huo規gui劃hua線xian路lu換huan乘cheng,建jian成cheng後hou,將jiang進jin一yi步bu完wan善shan地di鐵tie線xian網wang架jia構gou,增zeng強qiang城cheng市shi南nan部bu與yu東dong部bu組zu團tuan之zhi間jian的de交jiao通tong聯lian係xi。
為什麼要在七號線二期使用三模盾構機?三模盾構機又有哪些優勢?廣州地鐵在初步設計時就考慮到蘿崗至水西區間(以下簡稱“蘿水區間”)軟土、gushijiyingyanjuejindefengxian,jiehejiyouxianjianshejingyan,youguangzhouditiejianshetuanduikaochagediyiwangshuangmodungoujiqingkuang,zongheyanpan,zaijichengshuangmodungoujishudejichushang,tongguoqianghuadungoujijiegou、提升刀盤結構剛度及預防滯排能力,提出三模盾構概念並申請專利,為三模盾構“誕生”打下基礎。
帶著好奇,我們深入盾構裝備廠一探究竟。“集多種功能於一身,可以靈活應對同一區間內出現的多種複雜地質工況,最大限度降低安全風險。”首台三模盾構將投用到七號線二期蘿水區間,該區間長為1086米,最小曲線半徑為600米,線間距17米,最大坡度為28‰,埋深約19~73米。複雜的複合地層則是該區間隧道施工中遇到的最大難題,全斷麵硬岩地層、軟土層、上軟下硬地層在施工區域內密集分布。“盾構機需穿越硬岩長約800米,岩石強度平均約為90兆帕。而地質勘探顯示,這段區間的孤石探明率高達66.7%,而孤石被稱為盾構機的‘天敵’。既有硬岩又有孤石,這大大增加了施工難度。”投用集泥水、土壓、泥水式TBM模式於一身的三模盾構機也是為了更好地確保複雜地質條件中的盾構施工安全,這也是國內首次在地鐵工程中應用該款盾構機。
三模盾構機三大優勢
目前市麵上的盾構機主要分為單一模式盾構和雙模式盾構兩大類。顧名思義,單一盾構就是隻有一種模式,比如泥水(直排式、氣墊式)、土壓、TBM(敞開式、護盾式)等;而多模式盾構常見的主要有“泥水+土壓”的雙模、“土壓+TBM”的雙模、“泥水+TBM”的雙模等。三模盾構可以說是盾構裏麵的“新貴”,既有適用於透水係數較大、地表敏感、上軟下硬地段及存在未探明孤石地層的泥水模式,也有應用於風化程度較高的岩層、土層掘進的土壓模式,還有全斷麵硬岩及岩層破碎帶發育段的泥水式TBM模式。
“yuyiwangshuangmodungoubutongdeshi,sanmodungoudesanzhongmoshikezhenduibutongdedicengshixianyijianqiehuan,jishurenyuanzhiyaozaizhukongshineijiunengcaozuo,wuxujincangchaizhuangbujian,dadabimianlechangshijiandemoshizhuanhuanzuoyedailaidefengxian,tebieshiyongyuchengshihuanjing、地表沉降要求高的項目。”除(chu)了(le)一(yi)鍵(jian)切(qie)換(huan)的(de)優(you)勢(shi),出(chu)渣(zha)順(shun)暢(chang)和(he)泥(ni)漿(jiang)管(guan)路(lu)出(chu)渣(zha)也(ye)是(shi)三(san)模(mo)盾(dun)構(gou)的(de)強(qiang)項(xiang),可(ke)以(yi)實(shi)現(xian)岩(yan)渣(zha)無(wu)級(ji)連(lian)續(xu)排(pai)出(chu)和(he)工(gong)作(zuo)區(qu)域(yu)無(wu)粉(fen)塵(chen),並(bing)在(zai)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)上(shang)減(jian)少(shao)刀(dao)盤(pan)刀(dao)具(ju)磨(mo)損(sun),有(you)效(xiao)避(bi)免(mian)了(le)地(di)鐵(tie)工(gong)程(cheng)中(zhong)敞(chang)開(kai)式(shi)掘(jue)進(jin)遇(yu)到(dao)突(tu)湧(yong)水(shui)無(wu)法(fa)封(feng)閉(bi)土(tu)倉(cang)帶(dai)來(lai)的(de)地(di)表(biao)安(an)全(quan)風(feng)險(xian)。
七號線二期土建完成15%
“盾構機組裝完成後,還將進行係統調試等一係列工作。”根據施工計劃,本台盾構將在年底始發開始執行掘進任務。施工單位中鐵隧道局項目經理郭俊平表示,目前正在進行地質補勘、施工方案細化等準備工作,確保盾構機抵達現場後能迅速完成組裝並投入使用。盾構始發後,將通過加強注漿加固、加密地麵監測等方式確保施工安全。
截至目前,全線土建工程累計完成15%。11座車站已經全部進入土建施工;11個區間中,有3個(大學城南吊出井、深井至長洲島明挖段、科豐路至蘿崗區間中間風井)正在進行土建施工,其餘工點進行前期準備,共有2台盾構機正在掘進。姬堂停車場在進行施工前準備工作。
盤點廣州地鐵盾構施工的“第一次”
廣州在地鐵建設中應用盾構機的曆史已有24年之久,在二、三號線建設期間開始大規模投入使用,並推向全國其他城市。目前,廣州在建線路盾構單線長度超過500公裏,投入施工的盾構機超過300台次,現已完成掘進180餘公裏,超過盾構區間總長的三分之一。下麵就讓我們回顧了一下廣州地鐵盾構史上的多個“第一次”。
第一次與盾構機結緣
1996年,廣州地鐵一號線黃沙至烈士陵園區間由日本青木公司總承包施工,第一次采用了日係品牌的2台泥水和1台土壓盾構施工。
第一次由國內施工單位在複合地層應用盾構
2000年,由上海隧道工程股份有限公司承建的二號線海珠廣場至市二宮區間,采用了2台日係土壓平衡盾構;由中鐵隧道局集團有限公司承建的越秀公園至三元裏區間采用了2台tai德de係xi土tu壓ya平ping衡heng盾dun構gou機ji,這zhe也ye是shi國guo內nei施shi工gong單dan位wei首shou次ci在zai複fu合he地di層ceng采cai用yong盾dun構gou工gong法fa施shi工gong,取qu得de比bi較jiao成cheng功gong的de效xiao果guo。自zi此ci,廣guang州zhou地di鐵tie開kai始shi在zai地di鐵tie建jian設she中zhong大da規gui模mo應ying用yong盾dun構gou法fa施shi工gong,並bing將jiang這zhe一yi工gong法fa逐zhu漸jian推tui廣guang至zhi國guo內nei其qi他ta城cheng市shi。
第一次應用鋼套筒接收
2009年5月15日,在廣州地鐵二號線洛溪站南端頭盾構到達井內,隨著盾構掘進至擬定裏程、接收鋼套筒內部保壓、試水、卸xie壓ya等deng工gong序xu的de完wan成cheng與yu反fan力li架jia以yi及ji後hou端duan蓋gai板ban成cheng功gong拆chai卸xie吊diao出chu,標biao誌zhi著zhe世shi界jie首shou例li盾dun構gou機ji車che站zhan內nei鋼gang套tao筒tong接jie收shou到dao達da施shi工gong新xin技ji術shu在zai廣guang州zhou地di鐵tie建jian設she中zhong成cheng功gong應ying用yong。二er號hao線xian南nan浦pu至zhi洛luo溪xi盾dun構gou區qu間jian到dao達da端duan頭tou場chang地di範fan圍wei受shou地di下xia管guan線xian、車站主體結構施工進度、地層地質條件複雜、隧道埋深較大和特殊地理位置等影響,因此采用了鋼套筒接收技術,有效規避施工風險和縮短施工工期。
第一次應用超大直徑盾構機
2016年6月27日,直徑達11.67米的“巨無霸”盾構機在南沙客運港站破洞而出,廣州地鐵建設史上首個大盾構區間在曆時8個月的艱苦掘進後終於貫通。該盾構機重達1200噸,比普通盾構機重了近4倍。由於直徑夠大,施工時可直接打通左、右線隧道一次性成型。四號線南延段南橫至南沙客運港區間,全長1491米,區間淤泥層地質,最深處達30米,使用大盾構施工可減少淤泥地層造成隧道變形機率,消除運營安全隱患;減少工程量並降低施工成本。
第一台雙模盾構完成首次穿越
2016年4月6日ri,廣guang州zhou地di鐵tie九jiu號hao線xian花hua都dou汽qi車che城cheng至zhi廣guang州zhou北bei區qu間jian作zuo為wei國guo內nei第di一yi個ge采cai用yong雙shuang模mo盾dun構gou技ji術shu施shi工gong的de項xiang目mu,實shi現xian了le雙shuang線xian貫guan通tong。九jiu號hao線xian是shi目mu前qian廣guang州zhou施shi工gong難nan度du最zui大da的de一yi條tiao地di鐵tie線xian,很hen大da一yi部bu分fen地di段duan存cun在zai上shang軟ruan下xia硬ying的de複fu合he地di層ceng,為wei了le預yu控kong風feng險xian,確que保bao安an全quan,經jing專zhuan家jia反fan複fu論lun證zheng,該gai標biao段duan區qu間jian最zui終zhong采cai用yong“泥水+土壓”雙模盾構機掘進。
(以上在建車站名稱僅為工程暫定名稱,標準站名應以市政府批準公布為準)
(來源:廣州地鐵)
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