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雙鳳和鳴通南北,地下蛟龍聯東西 -----南宁地铁4号线一期工程西段隧道贯通

  • 發布時間:2019-10-22
  • 信息來源:建設分公司
  • 作者:何有成
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       近日,南宁市轨道交通4号线一期工程西段(洪运路站~楞塘村站)盾构区间隧道全部贯通,掘进总里程达39公里。

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雙鳳和鳴通南北,地下蛟龍聯東西

       南宁市轨道交通4号线一期工程,是南宁市轨道交通线网中东西向的骨干线,线路西起洪运路站,经洪历路、那洪大道、五象大道、联合路到达龙岗站。线路途经大沙田成熟区、五象新区、五象火车站等主要区域。4号线一期工程全长24.6km,共设19座车站,其中换乘站4座。自西向东分别是与5号线换乘的壮锦大道站,与2号线换乘的大沙田站,与3号线换乘的五象大道站,与 8号线换乘的龙岗站。4号线地铁开通后,将与已开通的1、2、3号线形成南宁地铁“四线齐发、八方通达”的新格局。
       为了保证地铁4号线建设顺利开展,南宁地铁组织各参建方通过科学筹划、地质勘察、设计审查、建(构)筑物探查、方案评审、风险评估等一系列措施,攻坚克难,完成一个又一个技术难题。

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南甯地鐵最長的盾構隧道

       4号线五象岭站~玉象路站盾构区间长2.5公里,为南宁轨道交通已建和在建项目中最长盾构区间,施工历时共410天。洞身穿越主要地层为泥质粉砂岩、灰岩及泥灰岩等,岩层最高强度为118MPa,平均强度达34MPa。由于区间长、地质硬,左、右线共开仓(换刀及检修)3次,更新刀具68把。通过安全质量的动态化管理、盾构掘进姿态严格控制、掘进参数科学细化,顺利实现该区间双线贯通。

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穿越大量岩溶發育區

       4号线从通源路站到龙岗站共计10个区间穿越岩溶发育区,全线岩溶区间占比60%。岩溶探查不明或处理不到位,盾构掘进过程中极易出现不明溶洞、地下涌水、地下泥石流等事故灾害,导致盾构机栽头、倾覆及地面塌陷风险。加之岩溶地区地质软硬不均匀,盾构刀具极易磨损、崩裂且姿态难以控制。
       为解决这一系列难题,施工前,南宁轨道交通组织各方参建者,搜集国内外岩溶处理先进案例,并结合广西实际地质情况进行研究,编制专门针对4号线岩溶处理的技术管理办法和专项设计技术要求。施工过程中,通过方案审查、专家认证、补充勘察、超前地质预报、填充注浆等手段,对岩溶地层进行加固。之后通过地质雷达扫描、钻芯取样、加载试验等检测方法对加固地层进行处理后再评估,有效消除了施工地质风险,保障了盾构掘进顺利进行。

解決小曲線、大坡度盾構掘進難題

       4号线大~金、清~龙区间隧道平面曲线最小半径350米。在平面小曲线半径掘进,隧道的轴线很难控制,尤其是大~金区间处于粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩地层,地层含水较大,盾构掘进时,由于盾构推力极大,极易引起成型管片错动,造成管片错台、崩裂,且小半径曲线纠偏量较大,对土体扰动增加易发生较大沉降量。南宁地铁针对小曲线半径区间盾构掘进特点及国内外成熟经验,对大~金区间小半径曲线掘进线路管片进行模拟计算,选择了使用1.2m通用环管片作为小半径曲线段隧道衬砌,加强小半径曲线掘进隧道轴线控制,改进管片拼装工艺,确保了成型隧道无错台、无渗漏、线形优美。

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       金~通区间、通~大区间、良~楞区间隧道竖曲线均达到30‰,其中通~大区间纵坡高差达39m。大坡度掘进,尤其是下坡,易造成盾体裁头、管片上浮、浆液反流包裹盾壳;施工运输重载下坡易造成溜车、脱轨等事故。施工未动,方案先行,施工过程中不断优化掘进参数,每1~3环施做一道隧道闭水环箍,选择有经验的盾构掘进手考核上岗,根据地层含水量严格控制渣土改良效果。隧道电瓶车除自身的刹车系统外,还增加了液压自动防溜车挂钩,盾尾及台车加设防撞梁等措施,有效避免了溜车事故的发生,保证盾构安全到达。

成功穿越明河、暗河水域

       南宁市地形是以邕江广大河谷为中心的盆地形态。盆地中央成为各河流集中地点,右江从西北来,左江从西南来,良凤江从南来,心圩江从北来,组成向心水系。4号线涉及的河流范围为:通源路站~大沙田站下穿良凤江、良庆大桥南~楞塘村站下穿楞塘冲、良庆河,最浅覆土厚度仅6m。由于水压大、流动强,盾构掘进过程中极易出现极大强度的喷涌现象,给掘进渣土改良带来很大难度,尤其给开仓换刀带来极大困难和风险,特别是总部基地站~飞龙路区间处于硅质岩层和暗河地段,刀具磨损严重。此区间三次开仓抽水量共计30余万立方,约为8个“水立方”泳池蓄水量,更换刀具共计76把,为全线更换刀具最多的区间。总~飞区间左线自2018年1月13日始发以后,在各参建方的共努力下历经365天,终于安全贯通。

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小淨距下穿既有運營重載貨運鐵路隧道

       南宁沿海铁路为钦北防重要的铁路货运动脉,那历村站~那洪立交站区间盾构隧道需下穿沿海铁路槎路隧道,两隧道垂直净距仅为2.6米。地铁盾构下穿既有铁路隧道施工,在近距离高频重载震动下,极易造成铁路隧道结构开裂、沉降超限,造成铁路停运以及盾构隧道坍塌等风险。

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       盾构掘进通过事前、事中、事后三个阶段控制,分别采取专家论证、BIM建模评估、雷达扫描、预先对铁路隧道加固,过程中采取自动化监测、合理调配掘进参数、准确称量盾构出渣量等一系列措施,安全、顺利下穿既有铁路隧道,各项监测数据均在控制范围内,铁路货运按行调计划正常通行。

順利下穿市政橋梁

       4号线盾构施工近距离下穿那洪壮锦立交、那洪友谊立交、银海五象立交、五象平乐立交、五象大桥、良庆大桥等市政大桥。盾构在掘进过程中容易引起地层扰动、桥桩沉降、桥梁损坏。各区间盾构在下穿桥梁前,均对其结构、基础、地质等进行了深入调查,并请专业评估公司对风险源进行评估。穿越过程中,严格控制掘进参数、24小时不间断监测、平衡保持掌子面稳定、保证同步注浆和二次注浆量,有效控制了建筑物及地表沉降,顺利穿越。
       纵观4号线地铁盾构施工过程,虽然困难重重,但收获颇丰。在此过程中4号线盾构施工始终坚持“地质是基础、设备是关键、管理是根本”的科学理念,严格落实“六专”管理制度,认真履行“四化一绿”标准要求,顺利克服了复合地层盾构掘进控制、溶洞发育地区带压(常压)换刀等施工难点,成功实现了地铁周边建(构)筑物零风险、施工过程安全质量可控等目标。

700多個日日夜夜艱苦奮戰

       自2017年7月20日全线第一台盾构始发以来,经过建设者们700多个日日夜夜的奋战,前后投入19台盾构机,完成60次盾构始发和接收,月均掘进平均165米/台,全线开仓检刀、换刀作业9次,最后完成掘进的4台盾构机先后于大沙田站西端完成吊装,受限于作业空间小、工艺复杂性及安全风险高等因素,大沙田站~金象大道站区间2台盾构机过站工效低、耗时长,4台盾构机从贯通到吊装完成总用时近3个月。自此,4号线一期工程盾构工作全部完成。
       全线隧道顺利贯通,印证了工程筹划的合理性,反映了施工决策的正确性,肯定了艰难过程的值得性。我们将不忘初心、牢记使命、砥砺前行,一如既往地发扬艰苦奋斗的精神,保障4号线地铁后续建设顺利进行。