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看济南轨道交通2号线建设 盾构机地下“硬碰硬”
发布人:系统管理员      信息来源:舜网      发布日期:2019-11-27 14:42:28      浏览次数:3452次

看济南轨道交通2号线建设 盾构机地下“硬碰硬” 

 轨道交通2号线首次亮相的盾构隧道。(戴升宝摄)

看济南轨道交通2号线建设 盾构机地下“硬碰硬”

盾构机挖出来的石头。

  无影山,山无影。

  很多人都知道济南有个叫无影山的地方,却看不到山。不过,济南地铁建设者的盾构机在无影山地区地下掘进时,却碰到了大面积硬度很大的岩石,他们怀疑这地下或许真有一座山。

  11月25日,济南轨道交通集团举行媒体开放日活动,邀请媒体记者到济南轨道交通2号线实地探访施工现场,这是该线地下盾构施工首次对外开放。宝长区间作为济南轨道交通2号线盾构区间地质最复杂、难度系数最大的区间,是全线重点控制的难点多、风险高的工程之一。在盾构施工中,由于推进速度慢、螺旋机喷涌、刀具损坏严重及开仓换刀频繁等复杂局面,施工进度异常缓慢,很多技术难题在济南地区是首次出现,没有任何经验可以借鉴。

  “我们主要负责济南轨道交通2号线4标段的建设任务,在需要盾构施工的宝华街至长途汽车站区间碰到了大麻烦:原来初步勘测地下岩石硬度为六七十兆帕,但在实际施工过程中,我们发现岩石硬度极大,就申请重新进行了重点勘测,发现地下是大面积的富水闪长岩,硬度平均达到140兆帕,最高达到180兆帕!据我了解,这是济南地铁施工目前碰到的最硬岩石,在全国地铁工程中也不多见。而且,岩石中还含有大量的水,更加大了施工难度。现在,该区间作为2号线的控制性节点工程,能否按期完成建设任务,关系着整条线的通车大计。我们必须迎难而上,全力攻克难关,确保工程按期完成。”中铁三局集团济南轨道2号线项目部(以下简称“中铁三局项目部”)负责人方治纲告诉记者。

  ●极硬岩石挡住施工●

  岩石硬度达到180兆帕是什么概念?在中铁三局项目部里,现场盾构技术负责人称,一般的高架桥硬度是60多兆帕,这个岩石的硬度是它的3倍。极硬的岩石拦路,对盾构机的刀盘来说是个严重的考验。一般来说,用于地铁建设的盾构机多是土压平衡的,穿越地下主要靠盾构机前面的刀头研磨,一旦碰上岩石区和复杂的地形,就会因为刀头磨损严重而经常开仓换刀。

  “在轨道交通2号线万(盛北街)宝(华街)区间,岩石硬度小一些,平均81兆帕,最高的131兆帕,即使是这样,因为地层上软下硬,容易造成刀具螺栓松动、刀具的磨损及崩裂,开仓换刀频繁,左线推进192环硬岩开仓换刀14次,右线推进156环开仓换刀12次。”方治纲告诉记者,“宝长区间的岩石硬度更高,平均达到140兆帕,最高达到180兆帕,施工难道之大可想而知。目前还没有进入这段最硬的岩石区,但在济南还没有可供借鉴的经验。为此,我们专门请教了广州、深圳等地的地铁施工专家,以及一些高校教授。”

  根据区间补勘资料,宝长区间长约1公里,中风化闪长岩强度很高,为减少盾构穿越强岩段长度,故将线路纵断面上抬。同时,他们通过对同类地质条件掘进参数进行总结优化,结合刀具螺栓松动、刀具磨损情况,采用低转速、小推力、小扭矩进行掘进施工;计划在进入硬岩地层后,每掘进一环,检查一次刀具,避免刀具脱落产生二次破坏,针对刀具磨损情况,摸索检查刀具的频次;改造盾构刀盘,全部更换为6辐条刀盘,开口率为35%,并对刀盘进行特别加固;右线盾构机刀座更换为TBM刀座,增加抗冲击性和耐磨性。

  “采取以上措施后,我对盾构机穿越宝长区间的硬岩石区充满了信心。我们也在这个过程中得到了锻炼,积累了特殊地质条件下盾构施工的经验,为济南下一步的地铁施工提供支撑。”方治纲说。

  ●大量出水影响进度●

  “除了岩石硬之外,还有一个出水大的难题困扰着我们。这些出水为地下水,混杂在破碎岩石中,经常从盾构机里喷涌而出,碎石、泥渣喷得隧道里到处都是。我们盾构前进用三四个小时,但清理这些喷涌出来的杂物可能要用十几个小时,耽误不少时间。”方治纲说。

  记者在中铁三局项目部监控室大屏幕上看到,正在施工的盾构机各项数据源源不断地传到控制台上。从监控里可以看到,混杂着泥水的碎石沿传送带运出。

  “后来,我们对渣土改良,采用高分子聚合物、膨润土、高分子+膨润土等三种方法,但在水量大的时候效果不理想;通过改造螺旋机闸门,增加一道过渡钢板,减少落到盾尾的渣土,两侧安装挡板阻挡喷渣量;推进过程中,采用加气压的方式,减少渗水,改善渣土的和易性;每5环施工做一道双液浆环箍方案,阻断后方来水,封堵隧道后面的汇水通道。”方治纲说,“采取以上措施减少了喷涌清渣量,提高了工作效率。”

  记者在施工现场了解到,尽管碰到这么多的困难,但地铁建设者干劲十足,全力施工确保工程进度。隧道里,方治纲笑着说:“我们的施工环境可以说是十分钟就经过一年四季:盾构机前段因为机器多、摩擦强度大,造成区域温度特别高,经常是三四十摄氏度,简直就是炎热的夏天;再往后一段区域,就是气温适宜的春秋季;在地面上,却是寒冷的冬季。我们穿着棉衣来上工,要换成短裤背心进入工区。不过,再苦再累,能看到盾构机天天前进,离终点越来越近,我们就感觉特别开心。我最大的心愿是轨道交通2号线建成通车,与1、3号线连接成网运营,让济南地铁换乘时代早日到来……”

  记者在现场采访发现,建设者特别重视文明施工,力争把工程对周围环境的影响降到最低。2号线把安全文明施工与管理作为重点,强化施工组织,做好各个环节之间的衔接配合。为将施工场所与居民生活区进行合理分割,施工团队设置封闭式硬质围挡,做到坚固、稳定、整洁和美观。按要求设交通警示标志,高度一律为2.5米(含基座高度)。用仿真绿植文化墙对工地围挡进行装饰美化,仿真绿植铺设平整、紧绷,定期进行保洁清洗。

  在施工场地内部,记者看到道路平坦整洁,物料堆放整齐,设置了材料标识标牌和绿色灯带,提高了工地的整体感观。

  (本报记者戴升宝)

原标题:看济南轨道交通2号线建设 盾构机地下“硬碰硬”

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