地鐵2號線明年初將穿越邕江
地鐵2號線穿越邕江示意圖——南寧劇場站—朝陽廣場站盾構區間左線隧道成功始發
“邕江第一隧”——地鐵2號線南寧劇場站—朝陽廣場站盾構區間左線隧道成功于近日始發,正式開啟了穿越邕江的征程,預計盾構機將于明年年初駛達邕江。
明年初,南寧地鐵將在邕江底部進行350米長的“穿越之旅”。這也是目前南寧地鐵最具挑戰性的施工,為后續地鐵3號線、5號線的穿越邕江施工將提供寶貴的施工借鑒。
揭秘:“邕江第一隧”集眾多攻堅難點
昨天,記者隨施工人員來到距離地下30多米的地鐵2號線南寧劇場站—朝陽廣場站盾構區間施工現場,只見機械轟鳴,十多名施工人員在隧道內進行盾構施工、管片安裝、材料運輸等工作。
“我們從南寧劇場站始發,已經掘進70米,距離邕江還有600米,穿越邕江部分是350米,隧道全長是1487米。如果一切順利,預計明年年初可以達到邕江南岸。”南寧軌道交通集團建設分公司土建一部業主代表劉昊說。
據介紹,南寧劇場站—朝陽廣場站盾構區間是南寧地鐵2號線的重要區間隧道。該區間左線長度1487米,隧道埋深15.1—38.7米,穿越地層主要為全斷面圓礫、上軟下硬的復合地層和全斷面粉砂質泥巖。在全段區間隧道中,下穿邕江段長約350米,隧頂最小覆土厚度僅7米,是迄今為止南寧地鐵建設規劃中穿越江河湖泊最長距離的隧道。
作為首條下穿邕江的隧道,集結了眾多攻堅難點。南寧劇場站—朝陽廣場站盾構區間盾構不僅要克服泥水盾構機在上軟下硬復合地層和全斷面泥巖中掘進進度低的風險,還要克服在高水壓條件下長距離掘進風險。區間隧道不但要穿越350米寬的邕江,還要穿越邕江大橋南岸跨線橋、江北江濱立交橋、朝陽步行街廣場,側穿鄧穎超紀念館及江北步行街大量建筑物,盾構掘進過程中建筑物沉降控制的難度很大;同時,長距離的江底掘進還會存在刀盤刀具磨損、帶壓進倉作業和V形坡中有軌運輸的困難,以及后期附屬聯絡通道及泵房結構冷凍法和礦山法施工的風險。
施工:氣墊式泥水平衡盾構施工穿越邕江
過邕江江段如何開展施工防范風險?十一標土木總工唐高洪介紹,該區間采用的盾構機并非常見的土壓平衡盾構機,而是適用于越江隧道和海底隧道,能克服地層含水量大、上方有水體等特殊環境的氣墊式泥水平衡盾構機,其工作原理是在盾構開挖面的密封隔倉內注入泥水,通過控制氣墊倉內氣壓調整開挖倉泥水壓力維持與掌子面水土壓力平衡,以保證開挖面土體的穩定。同時,盾構推進時開挖下來的渣土可以通過泥水循環系統泵送到地面進行分離,分離出的渣土直接外運,而泥水則可以循環重復利用。目前,在我國建成的大部分穿江越洋隧道中,采用的均是泥水盾構施工。
在選擇盾構機時,針對泥水盾構在上軟下硬復合地層及泥巖中掘進容易糊刀盤從而導致掘進速度上不去的世界性難題, 軌道交通集團和施工單位多次組織專家論證會,對盾構機刀盤、刀具配置、泥漿循環系統及泥漿處理系統進行了系統性改造。同時,為匹配改造后的盾構施工進度,施工方還在已有壓濾機處理泥漿的基礎上增加了離心機處理系統,確保了泥漿處理能力匹配盾構機的快速掘進。此外,施工單位還結合地層的特點,選派有經驗的施工班組,加強對盾構機的姿態及沿線地表沉降等的及時監測管理,確保盾構機壓力、出渣量、泥水指標等系列參數始終控制在最佳狀態,并根據監測數據,切實做好土體的同步注漿、二次注漿、深孔注漿和補充注漿等加固施工,防止施工后出現土體沉降的現象。
創新:采用泥水盾構密閉套筒法始發技術
南寧劇場站—朝陽廣場站盾構區間左線始發端地層主要是富水圓礫層,常用的加固措施效果并不理想,由于盾構始發風險極高,地層加固如果沒有達到要求,盾構穿越加固段時有可能會引起突發性涌水和流砂, 導致地層塌陷。為此,軌道交通集團和施工單位根據實際情況,創造性地采用了泥水盾構密閉套筒法始發技術。
該技術較之以往的土壓盾構密閉始發方式,主要區別在于人為地給盾構機加上一層保護膜,為盾構施工環境創造一種完全密閉的施工環境,這樣能夠保障臨近建構筑物與隧道結構的安全,但也對鋼套筒的密閉性及對壓力參數的設置提出了更高的要求。據悉,在南寧地鐵建設中,泥水盾構密閉套筒法始發技術還是首次使用。
劉昊表示,盾構順利始發后,軌道交通集團及施工單位將在下一步工作中以工程建設安全保障為重點,在不斷充實相關管理人員的同時,積極成立各層級的專家技術組,制定嚴密的應急體系,確保施工安全。在未來的南寧地鐵建設規劃中,地鐵3號線和5號線還將下穿邕江,此次穿越工程將作為軌道交通開拓地下應用空間的先行者,為后續的穿越邕江施工提供寶貴的施工經驗。