上方是一辆辆时速300公里/小时的沪宁高铁,下方是一台每天仅前行数米的盾构机,就在彼此按照各自的轨迹连续同行41天后,苏州也完成了国内有史以来技术含量最高的盾构穿越———在高速铁路下方开出一条轨交通道。据了解,成功穿越后,盾构区上方的铁路最大沉降被控制在3mm以内,建设安全标准极高。
一波三折的“穿越之路”
苏州轨道交通2号线的“苏州火车站站~三医院站”盾构区间(火三区间)的建设有诸多难点,除了要穿越众多建构筑物,区间的左右线还分别要长距离下穿苏州火车站9条铁路线,其中包括3条京沪铁路普速线、4条沪宁城际铁路到发线以及2条沪宁城际铁路正线。
为提前做好下穿的准备,在经过一系列沟通后,2008年4月25日上海铁路局正式发文批准苏州轨交2号线采用两台盾构机从三医院站由南向北掘进下穿京沪铁路,并同意了同济大学提出的“分区加固分层注浆预加固技术”。2009年6月,同济大学也顺利完成过站场加固变更图设计审查,并提交了正式文件。
“不过,沪宁高铁的提速改变了我们的计划,”苏州轨交公司建设分公司总经理助理蔡荣说,“当沪宁高铁 的 速 度 提 高 至350km/h后,铁路沉降标准调高为15mm。”为此,同济大学对原先的方案进行了改进,变更后的方案不仅优化了注浆加固的范围,同时将注浆加固范围改为平行于盾构区间。“新方案还要求对已施工的旋喷桩需采取措施进行补强,沪宁高铁线下也要求增加梁板和旋喷桩。”蔡荣称,所有的变动只为一个目的——减少沉降。
2011年6月,苏州轨交公司拿着变更后的盾构方案与上海铁路局达成一致,“穿越”已做好了充足准备。无奈该计划又被随后发生的“7.23”甬温线动车追尾事故彻底打乱,穿越计划再度停止。
“高铁肯定得穿,虽然这在国内没有先例,但我们有足够的自信。”蔡荣告诉记者,为进一步确保盾构区上方的铁路安全,苏州轨道公司这次邀请来中国工程院院士王梦恕等人对穿越方案进行再度评审,于是铁路的沉降标准从原先的“15mm 以内”提高到“8mm以内”。而在经过上海铁路局审批后,沉降标准被再度提高,最终定为“控制在5mm以内”,对方同时要求“下穿工程须在春运前完成!”
令150人难忘的41天
2011年11月10日,在等待了足足5个月后,国内首次高速铁路下的盾构穿越正式开始,此后的41天里,共有150人在地下12~15m深处不分昼夜奋斗着,中铁十九局的梁峰便是其中一人。梁峰觉得,这41天给大家带来的感觉并非“煎熬”,而是充实和激动,“因为我们在进行着一项史无前例的工程。”
如果换成普通的盾构,施工方通常会采取三班倒的工作方式,盾构机也差不多每天能转上10环以上(每转一环盾构机前进1.2米)。“我们在驶入高铁段下方时,上海铁路局要求放慢速度,其中盾构机经过高铁下方时每天仅允许转动4环,普速下方为每天6环。”中铁十九局项目总工邓路介绍说,这同样是为了防止地基发生沉降。
而为了更全面对每时每刻区间内可能出现的问题控制并解决,上海铁路局、苏州轨交公司、施工单位、监理方等多家单位在穿越期内成立了火车站的联合指挥部,以“每日一会”的方式对盾构进展予以分析,同济大学方面则拿出国内最先进的设备参与监测,并将监测数据发给指挥部。
“我们是两班倒,”梁峰说,“并不是因为人手不够,而是每个班次聚集的力量更多了,大家都非常重视此次穿越。”据了解,参与该工程的人员平均年龄只有二十六、七岁,年轻的团队带来的是鲜活又十足的干劲。梁峰和工友们共同负责盾构机刀片的管理,包括更换、维修等,他说,每个刀片都有不同的功能,并且它们在完成一段距离的削切后会出现不同程度的磨损,若不及时处理,会对整个作业造成影响。
“因为是长期处于地下工作,大家难免身体会感到不适,如果情况轻微的,吃点药品就好了。”梁峰回忆说,那阵子每个人的神经都绷得紧紧的,生怕出一点问题,一旦发现盾构前方有异常,发出非正常工作时的声音,全部人员会第一时间进行检查,“好在整个穿越过程并未出现意料之外的状况,只有一些常见的漏水、漏浆,也都及时处理了。”
2011年12月20日,火三区间二台盾构机顺利完成穿越任务,历时41天。蔡荣告诉记者,穿越后的普速线最大沉降为3mm,高铁线最大沉降仅为0.7mm,战果超出所有人的想象。而上海铁路局的相关负责人在搜查了全国的相关信息后,肯定地表示,“能成功在急速飞驰的高铁下方盾构出一条轨交通道,并把沉降控制在如此小的范围内,从国内来看苏州是第一个,这是一个创举!”
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