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科技攻克柱洞暗挖難題

  • 發佈時間:2016-03-07 05:31:48  來源:科技日報  作者:佚名  責任編輯:羅伯特

  “在石家莊地鐵項目建設中,項目部運用科技手段,攻克了1號線施工難度最大、安全風險等級最高的長城橋站柱洞暗挖施工難題。”3月5日,中鐵四局石家莊地鐵項目負責人如是説。

  強大壓力 嚴峻挑戰

  中鐵四局石家莊地鐵項目部,承建石家莊地鐵1號線02標段兩站兩區間施工任務,管段施工地處城市主幹道中山路和軍事管理區。長城橋站位於中山西路和西二環路十字路口處,車站起止里程為K4+969.540~K5+248.860,車站總長279.32米。車站兩端為明挖兩層三跨箱型框架結構,中間段為“柱洞法”施工的暗挖單層三跨聯拱結構。中間暗挖結構里程範圍為K5+048.720~K5+117.480,長68.76米,埋深約9.3米,“兩個柱洞,兩個邊跨,一個中洞”五部分,每部分分為上中下三個導洞開挖,共15個導洞,需27步工序。周邊東北角有中國電子科技集團五十四所,東南有東來順酒店,西南有七分部住宅等建築包圍,地下暗挖結構距西二環高架橋橋板僅有8.2米。暗挖拱頂有煤氣管、雨水方溝、污水管和上水管等6條管線。兩端馬頭門電力管線距開挖輪廓線僅有20釐米。暗挖主體處於粉細砂層中VI級圍岩,自穩時間短,易坍塌。特殊的地理環境、地質條件,使得該段暗挖施工工程成為地鐵1號線的高風險單項工程,也是四公司、中鐵四局、股份公司的安全卡控項目。對項目部來説,如此大斷面地鐵車站暗挖尚屬首次,無疑是超大的壓力和嚴峻的挑戰。

  科技攻關 提高品質

  2014年7月15日,在經過多輪方案論證和專家評審後,施工方案終於塵埃落地,大管棚施工拉開了暗挖施工帷幕,由於前期工作準備充分,8月5日,東端59根大管棚順利完成打設施工。

  暗挖主體結構採用“柱洞法”施工,先行開挖左右柱洞,再開挖中跨,最後由上到下對稱開挖左右邊跨。柱洞採用三導坑開挖,其中上下導坑再細分為上下臺階。

  暗挖主體上導坑範圍及柱洞拱頂以上約2米範圍為粉細砂地層,穩定性極差。一經開挖極易導致塌方等事故,地表沉降極難控制等潛在的施工安全隱患風險。項目把深孔注漿作為暗挖施工超前支護第一道安全施工屏障,是施工人員的安全帽、保命索,是暗挖後續工序安全施工的前提條件。

  保證暗挖開挖工作面的穩定及安全,控制地表沉降,需要採取超前注漿加固處理措施。為解決超前注漿加固品質不合格問題,消除開挖過程中因極易出現塌方和地表沉降而對上方道路及管線造成的損壞,避免出現大的安全事故隱患,項目部專門成立QC(品質控制)小組,將“提高地鐵粉細砂地層柱洞超前注漿施工品質”作為小組科研課題,展開科技攻關。在注漿過程中,QC小組發現按照設計配比,漿液擴散效果不理想,注漿壓力超出地層荷載能力,土層出現隆起。經過試驗分析,QC小組找到了原因:地質的孔隙率與土層荷載能力與原配比出現偏差。為找準最佳注漿配比,滿足土層加固要求,項目QC小組根據地質條件,以設計配比為參考,專門辟出一塊注漿試驗段,安排技術人員對漿液配比、注漿壓力進行全過程旁站盯守,分級分段採集數據並進行分析,不斷調整注漿參數和注漿壓力,根據不同斷面注漿效果,實時對地表變化進行監控量測,確保細節和環節、階段性注漿效果滿足技術規範要求,最終選定出最佳的注漿配比和注漿量及壓力參數,使超前注漿效果立竿見影,注漿合格率提升到92%。

  明確標準 規範作業

  拱架製作、安裝,是開挖初支控制的重點和難點工序。首次進行地鐵項目施工的項目部,因經驗不足,導致出現拱架焊接飽滿度不夠、拱架錯位、連接接點不密貼等品質缺陷和安全隱患。該段暗挖是軌道公司、北方公司安全重點掛牌卡控項目,拱架製作、安裝存在的缺陷,引起了各方的關注,給項目施工帶來了負面影響。

  為徹底扭轉施工管理被動局面,項目部組織召開了“大反思、大整改、大提高”動員大會,尋找問題癥結,制定卡控標準,明確拱架製作及安裝技術要求,對每榀的安裝間距、中線垂直度及分段的同步里程點進行檢查驗收。通過嚴格檢查,項目部消除了拱架製作、安裝品質缺陷。

  在開挖過程中,項目部嚴格按照設計規範,通過控制開挖步距、核心土留置、小導管及鎖腳錨桿的打設以及對注漿量和壓力的雙控,徹底扭轉了施工作業人員輕品質、重進度的思想意識,實現了柱洞開挖初支段拱架安裝平順、連接密貼,得到了業主、監理及上級部門的好評。

   改遷管線 控制滲漏

  2014年11月,就在項目部開足馬力、拼搶柱洞開挖進度之際,施工人員在注漿時發現,燃氣管線入侵到初支結構中,開挖工作被迫停止,本已緊張的工期更加緊張。就在項目部積極協調産權單位遷改過程中,武漢地鐵燃氣管泄漏發生爆炸,引起各方關注,管線遷改更加慎重。針對燃氣管線遷改施工的特殊性,項目部配置充足氣體檢測設備,組織專項應急救援演練,多次與産權單位進行對接,配備安全人員加強過程監控,保證了管線遷改工作安全有序、完美收官。

  對項目部來説,11月可以説是多事之秋。正當項目部採取有效防護措施保證燃氣管線遷改施工時,相繼發生的雨污水管滲漏再次讓項目開挖和安全風險控制雪上加霜。雨污水管位於結構之上,距拱頂2.6米,且雨污水滲漏嚴重。項目部在封堵掌子面、探清滲漏原因後,及時向上級彙報,並積極採取洞內注漿,雨污管涵積水抽排,施作防水內襯等措施,有效控制了滲漏水現象。

  同時,項目部按規範加速開挖施工,在2014年12月27日完成了柱洞洞通,實現了指揮部重點節點工期目標。

  標準控制 注重品質

  二襯施工是柱洞主體施工最後一道工序,其中頂縱梁施工難度最高。洞內凈空僅為3米寬,其中中間頂縱梁寬1.4米,留個施工人員的施工空間寬度僅為1.6米,且被頂縱梁分為兩部分,最狹窄的地方寬度僅為30釐米。通常情況下,施工人員要在寬60釐米的空間裏完成模板支立、支架搭設、防水板鋪挂、混凝土澆築等施工工序,難度可想而知。通過對工序有效銜接、標準控制,優化支架架設體系,技術人員爭取到了最大作業空間,實現了每道工序一次性驗收通過,規避了返工整改難度大和影響工期的風險。在混凝土澆築前,項目部專門組織召開專項技術交底會,讓每名施工人員按照分工,熟知自身工作內容和控制標準。在澆築過程中,項目部人員按照品質標準要求,跟班盯守,保證了混凝土澆築品質。

  施工地點地處西二環交口,頂縱梁施工時間長,施工時間與交通高峰期重疊。針對這一問題,為確保混凝土澆灌的連續性,項目部組織管理人員到場協調交通,提供後勤保障。在項目部人員的努力下,2015年4月7日,項目部完成頂縱梁混凝土澆築施工,比計劃提前了8天混凝土外觀品質得到了蒞臨現場檢查的各級領導的好評。

  優化方案 流水作業

  隨著中洞、邊跨暗挖施工難關相繼攻克,項目部打響暗挖段施工的殲滅戰——攻克側導洞二襯施工難題。側導洞跨度大,拱頂上方帶壓管線多,地表道路車流量大,二襯施工涉及臨時支撐拆除、模板支架安裝、防水、鋼筋綁扎等繁瑣工序,而根據項目工期節點目標項目有效施工期僅為1個月。

  面對困難,項目部根據現場工序安排及技術要求,採取“隔二拆一”的臨時支撐拆除方案,精心組織各工序,開展無縫隙銜接施工,為側導洞二襯施工提供了高效的流水作業環境。2015年11月24日,暗挖車站主體工程安全順利完工。

   頑強拼搏 勇於爭先

  在長城橋站柱洞暗挖項目施工中,全體參戰員工積極適應特殊施工環境,攻克柱洞法暗挖工法技術難題,經受了地鐵暗挖施工高安全風險的考驗。在項目施工中,全體參戰員工付出了辛勤的汗水。為了項目安全有序施工,項目經理蔣陽春發揮自身多年項目管理的經驗優勢,調度資源,組織隊伍,調集機械,安排材料,優化方案,制定措施,打響工期保衛戰。技術主管劉浩工作在現場,與作業人員一同上下班,按照圖紙要求確定標準,做好技術交底,及時排除施工過程中的技術難題。在暗挖施工和二襯混凝土澆築施工等過程中,現場管理人員連續盯守在施工一線。正是他們的默默堅守,才使得長城橋站暗挖主體結構工程于11月24日順利完工,長和區間暗挖施工同步完成,實現了管段主體工程提前36天完成洞通工期目標。

  “路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索。”長城橋站暗挖柱洞工法技術難題的攻克,是項目參戰員工集體智慧和頑強拼搏的成果,也是四局人“勇於爭先、永不滿足”精神的生動體現。

  如今,他們再次揚起風帆,征戰地鐵站附屬工程。

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