在盾构机司机的精心操作下,“京华号”穿越首个一级风险源。 记者 常鸣/摄
本报记者 刘薇
日前,东六环改造工程西线隧道“京华号”盾构机成功穿越首个一级风险源“欢乐宋”商业综合体。未来,建设者们还将驾驶着国产大直径盾构机穿越道路、河流、铁路、地铁,下穿和侧穿燃气管线、高压电塔和既有建筑等50余个重大风险源,一步一步贯通隧道。
东六环改造工程是北京市第一条大直径盾构地下道路,所处区段地上风险源密集,地下空间环境复杂,盾构机将依次下穿通燕高速、运潮减河、通胡路、京秦铁路、地铁6号线、广渠路、北运河、滨河路、通三铁路、京津公路等重大风险源,面临一次性长距离穿越稳定性极差的高密实、强透水砂层等诸多挑战,对沉降要求极为严格,风险控制难度较大。
在施工现场,记者发现,连日的雨水天气对盾构机掘进并没有太大的影响,国产最大直径泥水平衡盾构机“京华号”,这个最大开挖直径近六层楼高、长150米、重约4300吨的“巨无霸”已经悄无声息地在地底穿越了300多米。
按照惯例,穿越风险源前需在同地质条件下设置盾构掘进试验段,以便优化推进施工程序,磨合掘进及同步注浆等人员、设备操作,验证各项施工参数设置情况,并结合监测情况对相关参数进行总结分析、优化调整。“盾构始发井距离‘欢乐宋’商业综合体仅194米,盾构始发后刚完成试掘进段施工就要穿越该一级风险源。”中铁十四局集团北京东六环项目盾构副经理孙长松介绍道,为保证盾构顺利平稳穿越“欢乐宋”风险源,该项目将试掘进段结合下穿“欢乐宋”试验段共同进行,风险大大提升。
此外,“欢乐宋”商业综合体为2010年翻建项目,目前电影院及儿童游乐场正常营业中,且四周存在污水管、雨水管、电力管线等,盾构隧道线路上还存在地源热泵井群,想要悄无声息地与他们“擦身而过”并非一件容易事。
为确保安全顺利掘进,项目部制定了 “连续施工、稳速通过、严控参数、饱满注浆”十六字方针,以及“安全、连续、快速、均衡”八字原则,多次邀请内外部专家问诊把脉,切实优化施工方案。掘进过程中,作业人员24小时值守,制备优质泥浆、及时进行双液浆同步注入、严格控制出渣量、同步填充刀盘和盾壳空隙,多措并举,严格控制盾构掘进姿态并及时纠偏,最终将沉降控制在最低水平,几乎无扰动成功穿越一级风险源。
“在穿越一级风险源构筑物施工过程中,建筑物及地面沉降控制在2毫米内,管片上浮不超过3毫米。这不仅为下一步东六环改造工程隧道区间全线贯通打下了坚实的基础,也标志着我国自主研制最大直径泥水平衡盾构机‘京华号’多项指标得到验证,达到国际先进水平。”孙长松介绍,目前“京华号”盾构机已经走过最艰难的始发试掘进阶段,逐渐步入正轨,各项参数正常,预计本月底可完成“京榆旧线”以及“高压燃气管线”两个重大风险源的穿越。
“浅覆土、大直径盾构施工对我们来说确实是不小的挑战。”中铁十四局集团北京东六环项目负责人孙旭涛长吁了一口气,自盾构机开始正式掘进以来,他每日都牢牢“驻扎”在潮湿闷热的隧道内紧盯掘进情况。
孙旭涛介绍说,按常规,隧道顶部的覆土不宜小于隧道直径的一倍。但盾构机约16米高,最浅覆土却只有10米。由于开挖断面大、覆土浅、地层自稳能力差,且水土压力差别较大,土层条件也不相同,浅覆土始发过程中水土压力的平衡难以掌控,对盾构轴线控制和地面沉降控制存在较大难度。轻微的泥水压力波动可能就会引起盾构推进“上飘”现象,洞门易出现渗漏水、流砂,甚至导致地面坍塌等现象。
为确保顺利始发,项目部高度重视、超前策划、精密部署,多次组织召开工作筹备会和专家评审会,开展了盾构始发方案评审、盾构始发条件验收、技术交底、应急物资设备准备等工作,确保盾构始发技术方案的可行性、安全性、科学性。始发掘进过程中,采取有效土体加固措施和优化施工参数,快速、可靠地建立了盾构泥水平衡,有效避免了始发过程中可能产生的各项问题。
据了解,东六环工程建成后,北京城市副中心12条规划道路、5条现状道路将实现东西向贯通,可有效缓解东六环交通压力,使通州城区与副中心行政办公区融为一体,对促进京津冀区域交通协同发展,提升北京市交通服务水平,构建综合交通体系具有重要意义。