新技術助力深圳地鐵建設 6號線創下多個“國內首次”
2020-08-26 16:20
來源: 深圳新聞網

新技術助力深圳地鐵建設 6號線創下多個“國內首次”

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深圳地鐵6號線高架橋高度為全國地鐵高架橋之最。圖為深圳地鐵6號線連接深圳高鐵北站。

圖為建成的深圳地鐵6號線站廳。

見圳客戶端?深圳新聞網2020年8月26日訊(記者 陳飛 通訊員 劉德聯 邢常青)近日,深圳地鐵6號線正式開通運營,中國鐵建南方公司總承包、中鐵十一局、中鐵建大橋局、中鐵二十三局、中鐵城建集團施工的6101標,在深圳軌道交通版圖上添上濃墨重彩的一筆。

“6號線的開通,意味著沿線地區正式邁入地鐵時代。”作為中鐵建南方公司深圳地鐵6號線6101標項目經理部總工程師,程世奎在項目建設中親歷了這條線路從無到有,也見證著這一時期深圳地鐵建設的飛速發展。

對建設者們而言,這條線路建設遍布著困難:6101標自深圳高鐵北站至光明大街站,全長23.4公里,共10站9區間,3次上跨既有地鐵4號線、下穿廣深港高鐵和龍大高速、5次下穿居民區、30余次跨越市政道路及下穿西氣東輸管道、110KV高壓線、供水干管等,施工難度極大。

毫無凝問,深圳地鐵6號線建設充滿了挑戰。時任中鐵建南方公司董事長、黨委書記、總經理、現任中國鐵建華南區域總部黨委書記、總經理蔣漢祥第一時間住在項目部,與大家迎難而上。以中鐵建南方公司副總經理姜立國為項目經理、帥懷剛為黨工委書記的堅強項目領導班子,建立適應大標段總承包項目的管理體系和制度,項目建設應用新技術突破局限,攻克了多項施工難題,在多個領域創下了“國內首次”。

高架“心臟搭橋”分秒必爭

當地鐵從深圳北站開往紅山方向,人們經常會看到這樣一幅場景:地鐵4號線列車在下面奔跑,地鐵6號線在與之平行的高架段上繁忙施工。

據項目經理姜立國介紹,深圳地鐵6號線6101標工程以高架為主,設計獨特,橋墩形狀多樣,特殊區段高出4號線15.6米,最高墩40米,為全國地鐵高架橋之最,并與地鐵4號線并行3.2公里,而水平距離最近僅為0.8米,項目重大風險點占深圳地鐵在建項目的40%,這在深圳地鐵施工中是首例。

數椐顯示,深圳地鐵4號線每天運行達17小時,對開列車460列,是深圳地鐵南北走向的主要干線。為確保地鐵4號線的正常運營,地鐵6號線在上跨地鐵4號線施工時,要采取一系列的措施,采用的懸灌梁掛籃施工,即在橋墩上利用掛籃將懸臂梁段一段一段地小心翼翼地“伸”出,這一施工亦被形容為“心臟搭橋手術”。

在高出地面40余米的高空進行“心臟搭橋”并不容易,而更令姜立國頭疼的是,為確保安全,地鐵公司要求施工只能安排在地鐵4號線當天末班車停運之后,第二天首班車發出之前。這也意味著,滿打滿算每晚的施工時間只有23:30—4:30的5個小時。

“說是刀尖上的舞蹈也毫不夸張。”按照施工安排,澆筑6號線懸灌梁所需的混凝土統一從攪拌站送往施工現場,但第一車混凝土因未達到既定施工標準退回了攪拌站,需要重新調運合格的混凝土。

“那天晚上下著雨,混凝土泵車堵在路上一時過不來。”姜立國在現場急得團團轉,凌晨三點多,混凝土泵車終于姍姍來遲。此時,距離4號線首班車開出還剩一個多小時,參建工人們進行緊張有序的澆筑,澆筑后快速撤離,恰好地鐵4號線首班車正好從站內開出來。

歷時4年多的建設期,像姜立國遇到“小插曲”僅是6號線建設的一個縮影。中鐵二十三局項目經理范豐波、黨委書記徐叢剛帶領員工建設深圳地鐵6號線高架橋期間,還藏著多少鮮為人知的故事。

TBM下穿廣深港高鐵客運專線

深圳地鐵6號線的施工過程有許多難啃的“硬骨頭”,陽臺山隧道就是其中之一。

陽臺山隧道全長3.29公里,下穿已運營的廣深港高鐵線,是深圳地鐵6號線的控制性工程。據第三方權威機構檢測,該隧道地段巖石為微風化花崗巖,巖層硬度最高達210兆帕——這在我國城市地鐵建設中極為罕見。

為攻克陽臺山隧道的極硬巖層,施工團隊一開始設計了鉆爆法施工,但下穿廣深港高鐵成了難題:廣深港高鐵每日運行旅客列車100多對,客流高峰期每5到10分鐘就有1對“復興號”在陽臺山隧道上方通過,如何控制施工作業對廣深港高鐵線路基的擾動?

“爆破法風險高、效率低,都不可取。”經過多次論證和方案比選,決定采用雙護盾巖石掘進機(簡稱TBM)施工,并為此量身打造了兩臺掘進“神器”——“務實號”和“求理號”TBM。

這是國內首條采用TBM下穿高鐵的地鐵隧道,也開創了中國鐵建用TBM進行地鐵硬巖施工的先河。在各方領導和各路專家看來,TBM城市地鐵隧道施工理想的巖石硬度是80兆帕左右,在210兆帕巖石硬度下施工國內還沒有先例,加之這臺TBM穿越段地質條件復雜,不可預見因素多,施工風險極高。

但一系列的“攔路虎”沒能嚇退建設者。中國鐵建大橋工程局集團專門成立了項目攻關團隊,從刀盤布置、系統控制、輔助功能到施工方法都做了針對性設計和優化。

“TBM每天需要更換五六把刀,一周就需要將整個刀盤全部更換一次,整個掘進過程更換刀具2000余把。”大橋局項目經理陳博這樣介紹,建設者們在不影響廣深港高鐵通車的情況下,一寸寸破巖穿洞,挖出了陽臺山隧道的雙線貫通。

新技術穿山越水取得多項突破

2017年7月15日,全長3.09公里的大雁山隧道提前了100天順利貫通。

這是深圳地鐵6號線最長的礦山法隧道,也是第一個貫通的長大隧道。該隧道地質結構復雜,需下穿上跨三條既有建筑,即下穿西氣東輸天然氣管線香港支線和龍潭古公路隧道左右線,上跨公明街道飲水隧道,最小凈距僅為7米,安全風險高,施工難度極大。

“隧道施工傳統的爆破方式無法滿足安全要求。”負責施工的中國鐵建十一局項目經理沈顯才介紹,該隧道在穿越天然氣管道段施工時,爆破振速要求小于1.5厘米,稍有不慎,就會造成嚴重后果。

在地質狀況復雜的隧道中施工,安全專項施工方案和應急預案首當其沖。項目部為此超前謀劃,積極與中石油西氣東輸管道公司進行溝通,在管道沿線布設監測點,對管線進行24小時實時監控。同時,在管線保護區30米范圍內,遵循“多眼、密炮、逐孔、少藥”的原則,采用微差控制爆破技術,分段式起爆,有效控制爆破震動速度,最大限度減少施工對天然氣管道的影響。

在施工中,為防止大雁山隧道二襯結構與初期支護結構之間產生空洞,確保隧道二襯施工質量,項目部歷經3個多月的試驗探索,研發了在地鐵隧道施工中首次采用的二次襯砌拱頂帶模注漿施工工藝。該工藝在混凝土澆筑完成后4小時內對拱頂施作帶模注漿,消除了傳統漿液與二襯混凝土結合過程中的“兩張皮”現象,大大提高了隧道二襯施工質量,為今后地鐵運營安全順利通過隧道提供了可靠的質量保障。

此外,在大雁山隧道開挖中,項目部堅持技術創新,大力推廣應用新技術新工藝,在成功應用節能環保水壓爆破新技術的基礎上,在地鐵暗挖隧道施工中首次采用了“聚能水壓光面爆破”新技術,收效顯著,成為整個深圳地鐵隧道標準化施工示范工地。

首創U梁預制技術領先

跨度最大達到35米,預先施加到梁體的壓力也達到2500余噸,均創國內之最,這是深圳地鐵6號線高架結構廣泛采用的U型梁。

“地鐵6號線U型梁技術在深圳尚屬首次應用。”姜立國介紹,U型梁橫斷面形狀酷似大寫的“U”,其底板與側擋板整體澆筑成型并共同受力,與以往采用的箱梁相比,U型梁結構輕薄美觀,減振降噪,可以有效降低建設和運營成本。

不過,也正因為“結構輕薄”, U型梁對各方面精度要求極為苛刻:混凝土薄了結構不安全,厚了會增加自重;鋼筋保護層小了影響耐久性,大了梁體容易開裂……

為了預制U型梁,中國鐵建二十三局梁場項目經理黃靜帶領技術團隊進行技術攻關,自主研發了智能化大噸位同步先張體系,通過高精度荷載傳感器和磁致式伸縮位移傳感器采集數據,實現“應力”、“伸長量”的智能化雙控,減少了人為因素的影響,實現產品的標準化生產,創造專利8項。

“比采用傳統的現場澆筑工藝,U型梁至少節省3-5個月的時間,地鐵施工期間噪音、粉塵等污染大大減少。”深圳市軌道交通建設指揮部副總指揮趙鵬林早前接受媒體采訪時表示,采取這種生產模式也最大限度減少了施工帶給道路交通的影響。

6號線建設過程中,建設者求真務實,攻克各類難題,目標只有一個,早日建成6號線,為粵港澳大灣區更的建設發展奉獻鐵建力量。

[編輯:劉詩瑾]
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