济南R3线首台盾构机在地下如何施工?听专家给您说说
2017-05-19 08:00:13 来源:齐鲁晚报      敬请关注齐鲁热线官博

  18日上午,济南轨道交通R3线的首台盾构机“先锋一号”在丁家东站始发,正式开启了R3线地下施工。作为首个在济南市中心始发的盾构机,“先锋一号”出发前,沿线进行了复杂的地下管线迁改施工。此外,由于站点之间南高北低,掘进时还需要保证爬升精度。

  从丁家东站始发

  是因主体完成最快

  R3线一期有13个站点,丁家东站与龙洞庄站、孟家庄站、龙奥站、奥体中心西站、礼耕路站、盛福庄站、西周家庄站、工业北路站和王舍人站都从去年6月17日开始围挡施工,但为何首台盾构机从丁家东站始发?

  “丁家东站站点施工主体最先形成了长约120米的盾构机地下施工空间。”R3线一期土建三标施工方中铁四局该标段的副经理刘焕群介绍,全线各个标段竞争很激烈,各施工单位都在加紧施工,丁家东站进度最快。“要从站点施工转到盾构机施工,需要站点的主体建设完成,而且长度能容纳盾构机主机和后配套台车,‘先锋一号’总长就有约85米,对地下空间的长度有要求。”

  据介绍,此次“先锋一号”先施工左线,也就是西线,约一个月后“先锋二号”盾构机将在丁家东站始发施工右线。“根据设计的施工方案,这个标段是由南往北掘进。而且根据施工规范要求,两台盾构机施工需要错开80米至100米的距离,所以‘先锋二号’要等‘先锋一号’先掘进成型后再始发。”刘焕群说,盾构机主体通过液压缸顶住管片形成推力向前驱动,施工至礼耕路站点时,由于站点内没有管片施工,所以盾构机主体要吊起后,重新到站点北侧吊装拼接,再向南掘进。

  在地下掘进时

  需要爬升7米高

  “先锋一号”掘进的丁家东站至奥体中心西站沿线的标高有较大的差距。济南轨道交通集团R3线项目经理刘凤洲介绍,R3线沿线站点都在地下,丁家东站则是唯一的一座地下三层站点,深度较深。而南边的礼耕路站、奥体中心西站则是地下二层站点,比丁家东站浅。丁家东站站点施工有比较大的难度,轨道需要找平,不过对盾构机的施工影响较小。

  刘焕群介绍,丁家东站标高是地下约25米,礼耕路站标高则是地下约18米,从丁家东站到礼耕路站盾构机需要根据设定的坡度进行施工,从礼耕路站到奥体中心西站基本较平。除了盾构机自身的智能控制外,还要再由人工进行测定监控。同时,盾构机也根据施工需要进行了一些改良涉及。“为防止溜车,盾构机机体尾部最后方新增了挡板。”

  附近管线要迁改

  沿线管线要保证不沉降

  和R1线主要在西部城区不同,“先锋一号”掘进的区间及站点都在市中心,是济南轨道交通施工中首台在市中心区域掘进的盾构机。中铁四局轨道交通R3线三标段项目经理彭新民说,在市中心施工遇到的一大难点就是管线迁改。站点附近的管线要向附近迁改,同时,沿线的区间则要保证压力管线不出现沉降。

  “供水、供热、供气管线在地下约4米左右,在盾构机掘进的上方,掘进过程中,我们需要保证这些压力管线不出现沉降。除了项目需要进行勘察监控外,管线单位也会加强巡查。”彭新民说。

  此外,刘凤洲介绍,“先锋一号”在地下较深的位置施工,盾构机掘进发出的声音比小汽车的声音还小,在地面上基本感觉不到。

  地下地质情况多样

  施工时要超前勘探

  刘凤洲介绍,“先锋一号”掘进的区间主要穿越的是粉质粘土,有部分胶结砾岩,粉质粘土多较适宜盾构机穿越。

  记者在丁家东站施工现场看到,从地上到地下车站深度和宽度都较大。“一般的车站都是2层站,但是丁家东站是3层车站。开挖的深度地下25米左右,比较深,风险比较大,地层中有胶结砾岩和石灰岩,相对比较硬,还好这个区间没有水。”彭新民坦言,丁家东站施工时岩层较硬,开挖深度较深。

  彭新民介绍,在工程的前期勘探发现,区间有大的溶洞,但距离隧道底部还比较深,对盾构机的掘进影响不大。在区间开挖的过程中,可能还有胶结砾岩、孤石。孤石比较硬,是单个的石块,而且不成片,会跟着刀盘一起滚动,会对盾构机的工作产生一定的影响。

  “如果是整个一块岩石,刀片切削就会很方便。所以施工过程中要进行超前勘探,钻探取样,查看地质具体情况,提前做好预案。”彭新民说,盾构机掘进过程中,一旦出现空洞,或者地质较软的情况,要用科学的方式采集数据,调整注浆的压力,避免机头塌陷。软的地方,重量大的机头会偏离线路,要保证掘进线平直,就要超前注浆,再进行掘进。

  一天要出1000方土

  前端安装了格栅

  “先锋一号”盾构机后配了4个盛泥浆的车斗,一个约能盛18方土。刘焕群说,“先锋一号”掘进过程中,一天要出约55斗。“通过龙门吊,一次次往上吊。”

  作为R3线首台盾构机,“先锋一号”盾构机比其他盾构机做出了技术更加完善的改进。“主要几个方面,加大开口力,并安装了格栅,防止硬石进入盾构机。液压系统、管片车的防撞系统等方面也进行了完善,”刘焕群说。

  今年R3线建设

  将用上12台盾构机

  “先锋一号”始发后,丁家东站到礼耕路站右线“先锋二号”也将在下月始发。此外,6月下旬龙洞庄站还将有全线第三台盾构机。“今年下半年,R3线会进入盾构机的密集施工阶段。全线总共有12台盾构机要在今年始发。”刘凤洲说,这12台只是今年始发的数量,还不是R3线所有盾构机的数量。

  记者梳理发现,目前已开始盾构机施工的有R1线和R3线。R1线使用了6台盾构机。“R3线全线都是地下段,所以盾构机的数量会多得多。”刘凤洲说。

  记者注意到,R1线全长 26.1公里,地下线长约9.87公里,设了4座地下站,而R3线一期全长约21.6公里,13个站点全是地下站。

  (齐鲁晚报·齐鲁壹点记者 王皇 实习生 赵夏晔)

编辑: 张璐
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