“穿越正在运营中的铁路,既要保证盾构正常掘进,又绝对不能对线路造成干扰,如同在‘动脉血管上做手术’,对施工技术要求极高。”南宁地铁五号线江周区间贯通现场,盾构主管张冲的脸上溢满自信的笑容。
五公司担负施工的南宁地铁五号线江南公园站至周家坡站区间线路长约794米,均为地下敷设。然而,“麻雀虽小,五脏俱全”。不足千米的盾构区间障碍重重。这是全线唯一一个四次下穿铁路既有线的标段,左右线各两次下穿云桂高铁和湘桂铁路,且隧顶与铁路路基垂直净距只有不足5.4米。
该项目部多次优化施工方案并进行专家论证,通过对铁路股道进行预埋袖阀管加固、隧道内采取径向跟踪注浆,同时采用增设注浆孔管片等措施提高地层稳定性。与此同时,技术人员通过实时调整掘进参数,同步采取增强二次注浆、跟踪补强注浆等措施,确保盾构施工间隙及时填充,并于每掘进1.5米对渣土定时称重,以严控掘进出土量,防止轨道变形及道床沉降。
为最大限度保证铁路行车安全,他们在铁路线上布设了两台测量机器人和120个自动化变形监测点,对铁路及结构物的变化进行实时监测,数据采集生成的曲线图实时传输至调度室,使盾构施工更加了然于心,游刃有余。
一系列周密翔实的护航措施和精湛技艺,保证了盾构机一路“过关斩将”,出色完成“动脉血管上做手术”这一难题,也为盾构施工下穿既有铁路线摸索出一整套有价值的施工工艺,积累了宝贵的施工经验。
施工条件复杂、难度大,是参建者对江周区间的一致评价。盾构机始发以来,他们先后攻克了粉质泥岩、粉砂质泥岩等自稳性极差的不良地层,以及区间内天然气、雨污水管和电线塔等管线密集对盾构掘进造成的极大影响,并成功克服了高层建筑紧邻区间隧道、易出现地层沉降变形的重重困扰。
结合国内外先进的施工经验,他们采用在膨润土浆液基础上添加泡沫剂的方式进行渣土改良,以保证开挖土体具有良好的流塑状态及较低透水性,有效降低了对盾构设备的磨损,保证了掘进效率。同时,现场技术人员通过加强对各类管线的实时监测,绘制出精准的管线布置图,并标出高危管线区域;且在施工过程中严控掘进参数、避免超欠挖,再结合同步注浆与二次注浆的方式,最大限度避免对周围土体产生扰动,保证了盾构开挖顺利推进。
对于不良地质条件下,盾构洞门拆除时易发生流沙和涌水的安全风险,技术人员在洞门拆除前采用背后注浆、并在施工后及时浇圈梁封闭洞门的措施,成功解除“安全警报”。
完成此次贯通任务的“长安九号”盾构机开挖直径为6.28米,整机长度80米,总机重量达450吨。结合该区间的地质特点,优化后的盾构机采用辐条+面板式刀盘布局,并增置了17把1.5米的焊接撕裂刀,大大提升了刀盘破桩基能力。同时具有爬坡能力大,转弯半径小等显著优点,是为南宁地铁五号线量身定制的“国之重器”。
南宁地铁五号线作为联系南宁西南至东北方向的辅助线,建成后,将打破邕江对城市南北片区的阻隔,从而拉大城市骨架,凸显南宁的区域枢纽地位。届时,该线路还将成为广西首条无人驾驶地铁线路。