□记者 顾今 通讯员 桑胜文 何赟
苏州是中国首批24座国家历史文化名城之一,有近2500年历史。如何在古城闹市区攻坚克难建地铁,考验着地铁施工者的智慧。2019年12月31日,由中铁十一局城轨公司施工的苏州地铁5号线“劳动路站-盘胥路站”区间顺利贯通。
劳动路站深31米,是苏州轨道交通建设史上最深的车站。盾构机从该车站左右线始发15米即成功下穿运营中的地铁二号线,攻克了地铁5号线最大难点,也填补了苏州在富水软弱地层始发即下穿既有线的空白。
超深基坑+最强加固
技术员彭凯每天的步数在朋友圈经常霸屏,秘诀就是在劳动路站基坑无数次上上下下。要知道劳动路站基坑深度达到10层楼高,是一般基坑深度的2倍,也是苏州轨道交通建设史上最深的车站。
车站四周1~5层民宅林立,最近一栋民房离车站基坑不足1米,车站施工场地达到了“见缝插针”的地步,完全是在民宅中间“掏出”一个20多米宽、160多米长、30多米深的巨大基坑。
据施工方项目经理李威介绍,项目面临着富水软弱地层,这种地质极易变形和垮塌。项目采取“三宫格”的分坑施工,采用地下连续墙进行基坑支护,并引入最先进的基坑开挖钢支撑自动伺服系统。地下连续墙深51米、墙厚1.2米、最大幅宽6.5米,最重钢筋笼达到75吨,施工人员在现场反复进行泥浆配置试验,创新刷壁方式,优化钢筋笼吊装方案,保证超深基坑施工安全。
在富水软弱地层下,超深基坑、超近距下穿既有线,隧道下穿时垂直距离地铁2号线仅3米……每一项都大大增加了基坑开挖的安全风险和支护难度,对盾构始发和下穿技术提出了非常高的要求。
“软弱地层的特性就是稳定性差,水压大,盾构机始发风险大,更不要说始发就要下穿既有线了!”施工方副总经理、总工程师万维燕道出了原委。
针对“富水软弱地层”和超深基坑,施工方抽调盾构穿越专家小组,还将全国最先进的MJS、三轴搅拌桩、高压旋喷桩、冷冻法、始发短钢套筒等技术全部运用于此,确保软弱地层加固万无一失。“这可以说是全国最豪华的加固‘套餐’了!”万维燕说。
盾构机优化+始发即下穿
施工顺利推进,但一个难题一直困扰着技术团队。盾构机长80余米,出渣口位置却与始发井口位置只有20多米,不可能做到盾构机整机下井始发。按照方案,盾构机要分体始发。这就意味着,盾构机始发要多出十几天时间,不仅会带来工序上的不连贯,更会对接下来始发即下穿2号线带来极大的安全隐患。
“不能整体始发的关键点是没有盾构机出渣的地方,那我们能不能换一种出渣方式?”一个大胆的想法在盾构队长余彬脑海里显现。这个想法在专家论证会上得到一致肯定。但这在全国范围内还没有先例,没有可以参照的经验,如何细化方案成为一个难题。施工方技术团队与厂家反复讨论、盾构队长余彬带领盾构队反复试验,最终对盾构机出渣系统进行了改造。利用转接皮带,右线始发掘进时将渣土转移至左线出渣口出渣,左线始发掘进时将渣土转移至右线出渣口出渣,彻底解决了出土问题,将盾构分体始发方案优化成整体始发,最终大大提高了施工时效。
在另一条战线上,试验室主任粟芙蓉忙着调配盾构施工中的新型厚浆。这可是盾构掘进中降低沉降至关重要的独家秘方。
原来,施工方不仅优化了出渣方式,同时还对盾构设备进行改造,增加了一套盾体同步注厚浆系统,结合盾构四次注浆,最大限度地减少了既有线隧道的沉降变形。为了结合这种软弱地层,调配出具有良好填充性、流动性的厚浆,粟芙蓉对各类材料反复试验了几十次。最终,试验出最佳的配合比,为盾构穿越保驾护航。
姑苏古城+盾构穿越
2019年8月8日凌晨3时,劳动路站盾构穿越现场的指挥中心灯火通明,每个人都小跑着进进出出,空气中弥漫着紧张、亢奋、有序的氛围。“始发后,动作要快,推进三环后,要立即达到掌子面!”“同步注浆要跟上,要快!”一个个指令,此起彼伏。此时,盾构机已经成功始发,穿越2号线已经到了最关键的时刻。施工方总经理周晗,副总经理、总工程师万维燕,特聘盾构专家白元蹲守在现场,各个技术团队24小时严密监控。突然,地下盾构操作室传来一阵急促的电话,原来地面监控渣土参数出现了一些异常,万维燕要求立刻调整掘进参数。调整后,掘进又立即恢复了正常。
与此同时,设备组、物资组、技术组、后勤组严阵以待,只为安全穿越这个目标。
90个小时!4天!从8月4日23时到8月8日17时,地铁2号线运转依旧,浑然不觉地下的庞然大物已经悄然通过。
最终,盾构机于5月12日和8月8日,左右线分别成功穿越运营中的地铁2号线。
这种复合地层下盾构下穿既有线技术施工关键技术经过专家评审达到“国际先进水平”,获得授权专利21项,并成功入选住房和城乡建设部编制的《城市轨道交通工程创新技术指南》。
中铁十一局城轨公司自2007年苏州轨道交通开建以来的十余年间,先后参与了苏州轨道交通1号线、2号线延伸线、3号线、4号线以及5号线、S1号线等共8个项目建设,其中参建的2号线荣获国家优质工程奖,是苏州轨道交通建设的主力军,见证了苏州轨道交通从无到有、由线成网的发展历程,见证了这座古城焕发的新生活力。
目前,苏州已开通运营的有1、2、3、4号线,在建的有5、6、7、8、S1号线。其中5号线作为苏州市轨道交通第二期建设规划调整的项目之一,东西串联了吴中胥口、木渎南部、苏州高新区、苏州古城以及苏州工业园区综合商务城等城市核心片区,对于缓解中心城区交通压力、弥补1号线运能不足具有重要意义。建成后,将进一步优化苏州轨道交通骨干线网布局,极大方便金鸡湖东西岸交流和太湖及沿线旅游出行。