福建之窗
首 页 | 福建新闻 | 金融理财 | 物联天下 | 无线城市 | 八闽之子 | 旅游在线 | 地图福建 | 福建论坛 | 315直通车
寿山石 | 房产资讯 | 健康在线 | 情感天地 | 世纪杂谈 | 福建问问 | 福建天气 | 精彩图库 | 房产论坛 | 广告服务
    当前位置:首页 > 厦门新闻 >
盾构机推进削土石如泥 揭秘地铁1号线创新工艺
发表时间:2017-12-29      来源:厦门网
分享到:

  ▲地铁1号线施工十分注重基础工程保障。(本报记者林铭鸿摄)

  ▲地铁施工凝聚着全体建设者的智慧和拼搏。(本报记者郑晓东摄)

  盾构机挖掘出通道后,大批工人对隧道进行加固维护(本报记者林铭鸿摄)

  铺轨施工推行标准化管理流水作业。(本报记者王协云 摄)

  接触网特别对接触悬挂进行优化。(本报记者王协云摄)

  厦门网讯 (文/厦门日报 记者 张彦宇)距离厦门地铁1号线12月31日开通试运营的日子越来越近了。2014年4月1日地铁1号线工程正式开工建设以来,一直备受市民的广泛关注,施工方也攻克了许多重点难点工程,建设捷报频传。不到四年的时间里,地铁建设者们在地下筑起了一座地下交通王国,长长的隧道向前延伸,带着厦门人梦想的地铁列车正飞驰而来。

  1号线南北贯穿厦门,连接了思明区、湖里区、集美区等重要组团。经过繁华的老城区,站点周围建筑密集,地层富水富沙,地下管线错综复杂,区间孤石及基岩凸起严重,地质条件十分复杂,是目前国内施工难度较大的地铁线路。

  近日,本报记者走访岛内最大的换乘站吕厝站,对地铁施工的重点、难点进行实地探访,带大家近距离感受厦门地铁工程建设的脉搏。

  难点1

  深基坑挖掘

  地表加固注浆止水

  解决地层富水富沙问题

  吕厝站作为地铁1号线、2号线双线换乘的地铁站,主体设计结构较为复杂,在建设中不仅要克服技术上的难题,还要确保周边环境不受影响,被称为厦门地铁最难啃的“硬骨头”,是厦门在建地铁车站中施工最复杂的站点。面对如此艰巨的条件,厦门地铁建设者统筹协调设计、施工、监理等诸多环节,见招拆招破解施工难题。

  “吕厝站是地下二层岛式车站,在车站深基坑施工过程中,面临着诸多工程重难点,该站点也是施工难度最大的站点之一。”厦门轨道交通集团项目高级经理张文辉说。

  据了解,深基坑工程是一个需要结构力学、材料力学、理论力学、土力学、水利学等多学科知识的综合工程,是集挡土、支护、防水、开挖等多个环节的系统工程,具有临时性、复杂性、随机性和地域性等特点,任何一个环节的失误都会造成不可预计的后果。

  首先要解决的是地层富水富沙的问题。“沿海城市地下水位都比较高,有的地下两三米就都是水了。”张文辉介绍,厦门地层基本是全风化花岗岩层土体,泡水很容易软化崩解,对于地铁施工是不小的挑战。

  “为了保证施工安全,开挖之前,我们采取地表加固、注浆止水的措施。”张文辉说,在开挖地铁隧道前,打设降水井,可提前降水固结土体,防止土层泡水崩化。通过打孔降水,可有效把水位控制在开挖作业面以下,确保作业安全。

  “为确保连续墙质量和安全控制的问题,我们在施工前开展了成槽实验并进行工艺评估,及时调整施工工艺,以保证槽壁的稳定。”张文辉告诉记者,在成槽过程中,他们还采用支撑加固、数据分析监控、超声波检测以及多种成熟的工艺,克服了客观环境对施工的限制。

  目前,国内修建地铁车站使用最多的方法是“明挖法”,吕厝站采用的也是“明挖法”施工。

  “先要做地下连续墙围护结构,由上向下开挖土石方至设计标高后,再从基底由下向上施工,完成车站主体结构,最后顶板以上回填并恢复地面。”张文辉说,两个站点施工完成后,区间会采用盾构法施工。从车站主体施工到隧道区间施工,这大概需要两年左右时间。

  难点2

  隧道挖掘孤石处理

  打眼爆破使孤石松动

  盾构机推进削土石如泥

  厦门地铁车站区间主要采用盾构法进行施工,简单来说,就是用盾构机挖掘隧道。在全国地铁施工中,盾构法是最先进的施工工艺之一,安全性高,还能一次成洞。

  那么,盾构机是如何挖隧道的?首先,地铁站要进行围挡施工,主体结构建得差不多,盾构机就出发。“先挖一个巨大的竖井,将盾构机放进井里。”厦门轨道交通集团高级经理石文广说,盾构机一旦下地,只能前进,不能后退。

  厦门地铁使用的“成功号”盾构机全长85米,如果竖起来,有近30层楼高;重510吨,相当于100多头成年大象的总重量;直径6.45米,比两层楼还高。盾构机的前端有千斤顶、钢铁刀盘,通过千斤顶作用在管片上的力,使盾构机向前推进。向前掘进时,刀盘旋转,削土石如泥,将阻挡在前面的土方清理下来,通过管路或输送机,将土方送到泥水分离站或电瓶车上拉走。设备外部还有一层厚厚的盾壳,像护盾一样,对挖掘出的隧洞段起到临时支撑作用,确保隧道挖掘施工的安全。

  “成功号”盾构机最大推进速度为每分钟80毫米,也就是说,每小时最多能往前挖4.8米。石文广说,盾构机每天最多掘进20米,一般是10米。如果碰到花岗岩比较多,只能前进几十厘米。推进一定距离后,盾构机就会停下来,将呈弧形的管片贴在挖出的隧道洞壁上。拼贴完后,一个完整的隧道壁就出来了。

  “盾构机挖地铁隧道比人工挖掘要快得多,但它也有‘天敌’,最怕遇上又大又硬的孤石。”石文广告诉记者,盾构机碰到大的孤石,硬挖会严重损坏盾构机前面的刀盘。厦门普遍存在上软下硬的地质情况,区间孤石及基岩凸起严重,有的孤石直径达五六米。“单单吕厝站处理的孤石就有约3000立方米。”

  盾构机掘进前,如果探明有基岩和孤石,就需要提前处理。比如,在地面打眼,进行爆破,或者从盾构机前面打眼爆破。爆破后,大型孤石会松动,就能被运走。

  亮点

  科技创新助力为地铁建设“加速度”

  国家“十三五”规划纲要提出,要进一步发展新型建造方式,特别是推行建筑工业化、装配式施工,以缩短建造工期,提升工程质量。

  厦门地铁1号线在建设过程中全面落实建筑工业化、装配式施工等新型建造方式,借助先进理念、先进技术和科技手段,不断推行工艺改进、工法创新、管理创新,规范化、标准化、信息化、精细化的工程质量取得了可喜的成效。

  铺轨钢弹簧浮置板有效减振减噪

  在厦门地铁线网建设过程中,铺轨作业施工率先契合了建筑工业化、装配式施工这一发展方向。“地铁1号线的铺轨采用国内先进的轨排预制法,是一种机器铺轨方式。”厦门轨道交通集团建设事业总部轨道项目经理何广飞告诉记者,轨排架轨法可以有效加快铺轨进度。

  地铁轨排由轨枕、钢轨以及连接两者的众多扣件组成,宽约2.5米。地铁1号线共铺64.789公里,每节轨排25米,大概需要铺2590多节轨排,那么,这些又长又重的轨排,如何运到地下进行铺设?

  据了解,地铁1号线全线设置6个铺轨基地,所有轨排在基地组装好后,垂直运输到地下,然后由运输车平行运输到各个站点。同时,在铺轨作业施工中,还推行标准化管理流水作业,严格按照测量、钢筋制作、轨排架设、模板安装、轨排调整、道床浇注、混凝土养护等工序,沿线路滚动推进,有效提高铺轨进程和质量。

  “1号线施工中还采用了CPIII轨道精密测量系统,提高了铺轨精度。”何广飞介绍,这项技术是从高铁技术引进而来,在城市轨道交通工程中属于新型技术,能够明显提高施工效率、降低安全风险。

  此外,地铁1号线在铺轨工程中设计了长约9.5公里的钢弹簧浮置板结构,占全线总量比约14.8%,大大降低地铁车辆通行的振动及噪音影响。“有了它,列车就相当于行驶在沙发上一般,噪声明显就小了,而乘坐地铁列车的人也非常舒服。”何广飞说,钢弹簧浮置板道床减振和减噪效果很好,基本可以减少噪声10分贝以上,能最大限度地减少对沿线高层建筑及周边居民的影响。

  接触网进行防风防腐特殊设计

  在以往的地铁隧道施工过程中,供电系统安装工程必须在区间轨道贯通后才能施工,因此,供电施工进度一般都会相对滞后。但是,厦门地铁创新思路和工法,在获得轨面标高及线路中心线数据后,供电专业即可在轨道工程未施工区域提前进行接触网、环网、疏散平台等施工,最大限度利用作业空间,极大提高了施工效率。这一新工法的采用,使供电系统安装工程得以在尚未铺设轨道的情况下实施,也就是实现了“无轨式施工”“交叉式作业”。

  厦门高温高湿天气常见,针对厦门的气候特点,地铁1号线接触网结构进行了“防风”“防腐”特殊设计。地铁1号线车辆段、停车场柔性接触网采用链形悬挂,较传统的简单悬挂,增加架空接触网的抗台风性能,提高接触网运行的稳定性。

  “厦门多台风,接触网的防风设计是个严峻考验。”厦门轨道交通集团建设事业总部接触网项目经理郑维荣介绍,厦门地铁1号线接触网特别对接触悬挂进行优化,同时增加接触网腕臂支持结构,通过有限元分析选取支柱类型,提高接触悬挂的稳定性,保证支持结构的强度,从而达到防风效果。

  BIM技术三维模型提高设计质量

  厦门地铁的施工设计,最大的特色是全生命周期采用先进的BIM技术,从设计到施工再到运营,BIM技术贯穿整个建设过程中。

  众所周知,施工需要先出设计图纸,而厦门地铁采用的BIM技术是利用三维建筑模型来模拟施工过程。把设计从二维变成了三维模型,减少了设计返工与施工中的设计意图曲解,提高设计质量。

  厦门轨道集团建设事业总部计划专业经理魏锦地介绍,相较于以往的工程技术,BIM技术最显著的优势就是“可视化”,即你看到的模型是什么样的,最后做出来的实际效果就是什么样的。无论是现场效果还是施工进度,都可做到非常精确的模拟。

  “特别是1号线车站装修采用的闽南古厝元素,其中的‘人字梁’就需要通过BIM来设计,才能实现。”魏锦地说,站厅层高度是固定的,只需把施工过程中会用到的各种材料的规格、尺寸和其他数据等输入程序,通过BIM完成建模,就可对其进行旋转、放大等一系列操作,直观地看到装修后的效果。

  目前,厦门地铁是国内首个采用“业主主导、BIM咨询单位牵头、参建各方具体实施”BIM技术应用模式的地铁工程,在工程建设“全线路、全系统、全过程”系统性地应用BIM技术,积极探索轨道交通设计、建设及运营管理新模式。

  提醒

  厦门地铁开通服务热线

  12月31日,厦门地铁1号线将开通试运营,标志厦门正式迈入“地铁时代”。地铁建设离不开各级党委、政府的关心和支持,离不开有关职能部门和相关产权单位的协调和配合,离不开全体建设者的智慧和拼搏,更离不开社会各界和广大市民朋友们的关注、理解、支持、参与和包容。

  在开通试运营初期,像全国很多城市一样,厦门地铁也可能存在些许问题和不足之处,比如,在便捷方面,目前1号线全线24座车站已有70个出入口投入使用,占车站总数的70%,但各站点出入口尚达不到4个。在服务方面,1号线共配置40列车辆,完成列车调试28列,签署预验收24列。列车在工作日早晚高峰期(7:30-9:30,17:30-19:30)每7分钟一班,其他时段9分钟一班,和其他城市地铁相比,行车间隔较长。

  厦门轨道交通集团表示,将广泛收集乘客建议,真诚回应乘客诉求,及时完善试运营过程中发现的问题和不足之处,不断总结运营中的经验,围绕乘客用户体验,切实加以改进,最大限度地为乘客创造便捷舒适的乘车环境。市民如有建议或意见,可拨打厦门地铁服务热线0592-2506666,厦门地铁将竭诚为广大市民服务。

  链接

  “占一还一”

  厦门地铁1号线经过位于老城区的将军祠站、镇海路站等站点,地下管线错综复杂,场地狭小紧凑,再加上交通流量大,施工条件十分有限。

  据介绍,部分车站采用半盖挖施工法,就是在地铁工地上方做一个盖板,供机动车通行,同时地铁施工紧张地在盖板下进行。通过这种方式,可以让出约两个半车道的道路资源,缓解施工对交通带来的压力。此外,施工围挡对主要道路一般采取“占一还一”措施,即施工占用一个车道,通过改造增加一个车道,使施工前、施工后都保持一样的车道数。

  “为了让市民有个适应的过程,围挡一般在周六零时进行。”市公安交通管理局交通秩序管理大队教导员吴志鹏介绍,为了让施工围挡对交通的影响降低到最低限度,有的围挡甚至要分十几期进行。

版权与免责声明:
1、本网注明"出处:×××"(非福建之窗)的作品,均转载自其它媒体,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责,本网不承担此类稿件侵权行为的连带责任。
2、在本网的新闻页面或BBS上进行跟帖或发表言论者,文责自负。
3、如涉及作品内容、版权等其它问题,请在30日内同本网联系。
图片精华