福州地鐵：盾構(gòu)機(jī)“貼身”穿越深埋橋樁

發(fā)布日期：2018-01-05來源：網(wǎng)絡(luò)來源編輯：張世輝

[摘要]

　　 略顯滄桑的福州鳳坂河橋像以往一樣，安穩(wěn)地橫跨在70米寬的水面上，緩緩流淌的河水靜默如常。橋上往來不息的行人并不知道，由總承包公司承建、一航局負(fù)責(zé)施工的福州地鐵2號(hào)線前嶼站至五里亭站區(qū)間右線盾構(gòu)掘進(jìn)，在河底已悄然完成一次挑戰(zhàn)極限的穿越之旅。

　　“這個(gè)區(qū)間的掘進(jìn)，唯一的障礙物就是鳳坂河橋橋樁。這座始建于上世紀(jì)80年代的小橋，一主兩輔，1998年改造過，位于市區(qū)主干道上，車流量比較大。設(shè)計(jì)之初是要拆橋拔樁改造，但如此一來便涉及到沿線征遷、管線遷移、后期建橋等一系列問題，需花費(fèi)幾個(gè)月時(shí)間和幾千萬成本。 ”項(xiàng)目總工馬俊雨介紹說，“項(xiàng)目部邀請(qǐng)國(guó)內(nèi)專家多次論證，決定采用保橋、盾構(gòu)側(cè)穿橋樁的方案。 ”

　　新方案中， 4根主橋樁基與4根輔橋樁基分列于盾構(gòu)隧道兩側(cè)，盾構(gòu)機(jī)刀盤距離灌注樁最小間距只有25厘米，在國(guó)內(nèi)地鐵施工中并不多見，在福州更是第一次。稍有不慎碰到橋樁極有可能造成橋梁失穩(wěn)、河水滲透、有毒有害氣體滲漏等重大風(fēng)險(xiǎn)。最終，項(xiàng)目部決定借助精細(xì)化技術(shù)挑戰(zhàn)高難度施工。

　　為此，項(xiàng)目部做了詳細(xì)的方案論證和嚴(yán)格的施工測(cè)量。BIM小組用三維動(dòng)畫模擬了成功側(cè)穿的全過程，為施工人員增添了不少信心。測(cè)量員從盾構(gòu)始發(fā)開始，把始發(fā)測(cè)量數(shù)據(jù)和當(dāng)前數(shù)據(jù)全部輸入隧道模擬軟件，生成實(shí)際的盾構(gòu)機(jī)行進(jìn)軌跡。隨后與設(shè)計(jì)軸線仔細(xì)比對(duì)，為盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)的調(diào)整提供了精確參考依據(jù)。“從側(cè)穿前的100環(huán)開始，測(cè)量次數(shù)比之前更頻繁了。 ”測(cè)量員余友運(yùn)說道。

　　為進(jìn)一步提高側(cè)穿施工成功率，項(xiàng)目部還選取了30米與側(cè)穿地質(zhì)相近的含泥細(xì)中砂地層作為試驗(yàn)段。“我們把掘進(jìn)速度由每分鐘6、 7厘米降至2厘米，以減少對(duì)前方土體的擾動(dòng)，各種盾構(gòu)參數(shù)也隨之調(diào)整。 ”盾構(gòu)架子隊(duì)總工杜有超解釋說。此外，由于側(cè)穿時(shí)還要進(jìn)行半徑1200米的轉(zhuǎn)彎，架子隊(duì)長(zhǎng)王亮帶著大家用兩三環(huán)模擬了相同半徑的轉(zhuǎn)彎。“在盾構(gòu)掘進(jìn)中，我們采用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)管理，嚴(yán)格控制盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)，同時(shí)采用盾構(gòu)自動(dòng)測(cè)控與人工測(cè)量相結(jié)合的‘雙保險(xiǎn)’進(jìn)行姿態(tài)糾偏定位。 ”王亮說。項(xiàng)目部還專門準(zhǔn)備了一套應(yīng)急預(yù)案。

　　2017年12月1日晚，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)到第435環(huán)，準(zhǔn)備多時(shí)的挑戰(zhàn)終于來了。技術(shù)、施工、測(cè)量、安全、維修人員全部在監(jiān)控室待命，十幾雙眼睛緊緊盯著監(jiān)視屏幕和掘進(jìn)里程：第一根樁距離刀盤不到2米，輕松通過；可從第二根樁開始，連續(xù)五根樁基間距都在25厘米至32厘米，盾構(gòu)司機(jī)王允的心提到了嗓子眼。

　　“這臺(tái)已掘進(jìn)過8公里的盾構(gòu)機(jī)，像一條開疆拓土的巨型蚯蚓。如果此時(shí)在間隙中任性地左右扭動(dòng)將是致命的。 ”王允緊盯著駕駛室的6塊屏幕，慎之又慎地調(diào)整著每一個(gè)盾構(gòu)參數(shù)。

　　余友運(yùn)在一旁緊張而忙碌地測(cè)量著。每一環(huán)管片拼裝結(jié)束，他都會(huì)復(fù)核一遍數(shù)據(jù)并輸入模擬軟件中，生成垂直與水平的兩幅平面圖，反饋給王允。“我在腦子里把平面圖加工成立體畫面，想象著盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)，然后調(diào)整油壓以糾偏。 ”王允說。除了糾偏，扭矩、管片拼裝、工人安全、拼完的管片是否有漏水、盾尾是否有漏漿等多個(gè)施工要素同樣是關(guān)注的重中之重。盾構(gòu)掘進(jìn)期間，所有施工人員從盾頭到盾尾來來回回地跑得更勤了。

　　3天后，第475環(huán)管片拼裝完畢，盾尾平安地告別最后一根樁，出離了“縫隙” 。“監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，成型的隧道高程和水平分別控制在了1厘米與5毫米內(nèi)。盾構(gòu)通過后，鳳坂河橋無沉降，無異常，我們成功地挑戰(zhàn)了國(guó)內(nèi)施工極限！ ”杜有超激動(dòng)地說。

　　接下來，該區(qū)間左線還將面臨同樣嚴(yán)苛的施工條件。“屆時(shí)，刀盤與樁基最小間隙為29厘米，所以挑戰(zhàn)還在繼續(xù)。但有了右線成功的穿越經(jīng)驗(yàn)，項(xiàng)目部有了更大信心。 ”馬俊雨自信地說。

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