专业实践纪实|走进地铁13号线——领略大盾构机穿越施工技术
重庆大学MEM·专业实践
MEM
专/业/实/践
2021年6月26日,重庆大学MEM2019级成都移动课堂,在冯怡、程鹏、沈旭、马旭、舒好、彭阆、黄继云及钟凯等八位同学的组织下,走进了成都市青羊区青羊万达附近地铁13号线的施工现场,进行参观访问及学习交流活动。
本次参访主要针对中铁八局地铁13号线施工涉及到的在建明挖项目及大型盾构机进行现场观摩学习。
项目概况
13号线一期西起瓦窑滩站,东至龙华寺站,主要经过青羊区、武侯区、锦江区、龙泉驿区,自西向东依次途经东坡路西三段~培风路~东坡路 ~家园路 ~青华路 ~青羊上街 ~锦里中路 ~小天竺街 ~致民路 ~ 龙江路~净居寺路 ~静安路 ~成龙大道。线路长度29.06km,全为地下线,车站21座(13号线培风站由9号线建设、净居寺站由8号线建设,含同期建设的10号线三期文翁石室站、17号线二期小南街站),其中换乘站16座;设龙泉车辆段一座。
项目为13号线1工区,位于武侯区、青羊区内,共设置地下车站3座,盾构区间3段,泄压井1座,分别与29(规划)、9(在建)号线换乘,线路为:起点泄压井(含)~瓦窑滩站(含) ~万家湾站(含) ~培风站(9号线同体工程)线路以光华8线与绕城高速交汇处为起点,沿光华8线向东敷设至武青北路与光华8线路口,全长3.836km。
此标段盾构为直径8.63m盾构机型,管片外径8300mm,内径为7500mm,每环管片宽度为1.5m,管片厚400mm,区间掘进方向为:瓦窑滩~万家湾~培风站~泄压井区间连续掘进,采用中交天和盾构机设备。
(中铁八局地铁13号线项目概况介绍)
项目实施进度
工区共计3座车站、3条区间、1座泄压井,自2019年10月开工,计划于2023年6月30日全线完成施工;施车站按照施工条件作为独立施工工作点位平行施工,提供盾构始发到达条件;区间共配置2台盾构机逐区间掘进,施工组织计划为:
1. 首先瓦窑滩站大里程始发,掘进瓦窑滩站~万家湾站区间,计划左线于2021年9月30日洞通,右线于2021年10月30日洞通;
2. 万家湾车站小里程吊出后自瓦窑滩小里程始发,掘进瓦窑滩~泄压井区间,计划左线于2021年12月30日洞通,右线于2022年1月30日洞通;
3. 泄压井吊出后自万家湾站大里程始发,掘进万家湾站~培风站区间,计划左线于2022年10月20日洞通,右线于2022年11月10日洞通;
(项目进度介绍)
项目难点分析
1. 既有线改造工程
培风站与9号线培风站换乘,为既有线改造站点,施工过程中需重点做好既有线保护是本站点的重难点。目前应对措施为编制安全专项施工方案,邀请专家进行评审把关,确保方案可实施性和安全性;完善施工应急预案,确保施工期间反应机制健全,运行顺畅。
2. 盾构穿越河道及管线保护
区间盾构穿越涉及较多重大危险源,存在并行700m。DN1600/1400给水、DN1000污水重要市政管线,同时还将穿越苏坡斗渠,做好掘进参数控制,土仓压力稳定和出土数量的精控,确保穿越快速安全是项目盾构施工的重难点。
应对措施为针对每一个风险源均制定单独的保护措施,确保施工安全;编制安全专项施工方案,邀请专家进行评审把关,确保方案可实施性和安全性;完善施工应急预案,确保施工期间反应机制健全,运行顺畅。
3. 大盾构在富水砂卵石地层施工
盾构区间单线全长5.506km,为首次掘进8.3m大盾构,盾构埋深大,掘进过程需在富水砂卵石地层中长距离穿越大量管线,地面加固条件复杂,掘进范围卵石粒径大、飘石较多,部分区域细集料包裹率低,盾构姿态控制难度大,刀盘扭矩居高不下,如何保证盾构机安全稳定高效掘进是项目施工控制的重难点。
目前应对措施为针对每一个风险源均制定单独的保护措施,确保施工安全;编制安全专项施工方案,邀请专家进行评审把关,确保方案可实施性和安全性;完善施工应急预案,确保施工期间反应机制健全,运行顺畅;提前组织建构筑物的注浆加固,并预留注浆孔后期补充注浆。
(施工重难点介绍)
项目新技术应用
1. 移动式模板台车+盘扣式支架组合
项目在车站结构施工方案采取了移动式模板台车+盘扣式支架组合,板墙分浇模式,节约了侧墙周转材料用量,缩短工期,提高了侧墙整体浇筑的施工质量,本标段瓦窑滩站运用本技术快速完成804.1m特长车站主体结构施工,效果显著。
(模板台车与盘扣式支架组合)
2. 盾构区间洞内空洞扫描+深孔注浆技术
成都盾构地层多为卵石地层,在盾构掘进土量超方后存在滞后性,往往不会再第一时间表露于地面,在经半年或一年后反应至地面,出现塌坑等情况,危及道路安全等,通常检测手段是采用地质雷达面波法从地面对地下空洞进行扫描,受制于盾构区间埋深深度大,所扫描的结果亦是效果不明显;本项目结合卵石地层沉降机理,采取洞内扫描+深孔注浆方案进行掘进塌方面空洞处理,避免延后反应至地面,目前正在验证阶段。
(盾构机施工图-尾部)
3. 盾构中盾注泥技术
实践积累表明,成都卵石地层沉降量平均为20mm,本项目在中盾设置注泥系统,提前制作高质量泥膜在掘进过程中向中盾注入,起到减小盾体摩擦力,提前填充盾构与地层间隙作用,减小盾构施工过程中的沉降。
(盾构中盾注泥技术模拟图)
MEM
合/影/留/念
—— END ——组织协调|重庆大学管科学院2019级MEM冯怡/程鹏/沈旭/彭阆
图|重庆大学管科学院2019级MEM黄继云/钟凯
文|重庆大学管科学院2019级MEM马旭/舒好
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