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2016年4月7日,隨著錯(cuò)埠嶺站站臺(tái)層南側(cè)端墻最后一方混凝土澆筑完成,地鐵3號(hào)線南段實(shí)現(xiàn)全線洞通,施工人員正在鋪設(shè)軌道。
2016年4月26日,大型軌道焊接機(jī)正在對(duì)地鐵3號(hào)線最后一節(jié)軌道進(jìn)行焊接。
技術(shù)人員查看3號(hào)線各區(qū)間節(jié)點(diǎn)情況。
文/半島記者 婁花 圖/半島記者 張偉
2016年12月18日,市民將坐上幸福地鐵通往更美好的生活,這一刻,讓很多人激動(dòng)不已,甚至流出幸福的熱淚。而這一幸福時(shí)刻的到來,是無數(shù)的地鐵建設(shè)者們攻堅(jiān)克難,交出了最漂亮的答卷,是沿線的居民用最包容的心態(tài),譜寫出了最和諧的樂章！
由于青島地質(zhì)條件復(fù)雜、建筑物密集等難題,從2009年啟動(dòng)建設(shè),地鐵建設(shè)創(chuàng)下了一個(gè)又一個(gè)的國內(nèi)先例。今天,乘坐著快捷、舒適的地鐵,回想著地鐵的巨大施工難度和建設(shè)者們的艱辛付出,或許你會(huì)倍加珍惜這幸福時(shí)刻的到來！
最怕沉降 火車道下挖地鐵,零沉降！ 中鐵十四局集團(tuán)隧道公司副總經(jīng)理王春國作為施工單位的代表,自2010年6月進(jìn)場,由中鐵十四局集團(tuán)隧道公司承建的青島地鐵3號(hào)線土建14標(biāo)包括一站兩區(qū)間,其中永火區(qū)間下穿膠濟(jì)線段隧道,根據(jù)設(shè)計(jì)要求,永火區(qū)間隧道出永平路站后,沿振華路自東向西依次下穿四流中路、國棉六廠專用線及膠濟(jì)鐵路后,向西直行進(jìn)入火車北站。標(biāo)段內(nèi)兩個(gè)全線重大一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)源,分別是永火區(qū)間下穿膠濟(jì)線和下穿5棟上世紀(jì)70年代的居民樓。
繁忙的膠濟(jì)線每天有近70對(duì)列車通過,要在9.9米深的地下開挖地鐵隧道,施工難度、風(fēng)險(xiǎn)性極大,一旦出現(xiàn)路基沉降,后果不堪設(shè)想。“必須保證零沉降！這是我們立下的軍令狀。”王春國說。作為重大一級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道,項(xiàng)目上下不斷研討論證,科學(xué)施工,在夜間架設(shè)鋼便梁,在火車停運(yùn)的兩個(gè)小時(shí)內(nèi),見縫插針地緊張施工。在原國棉六廠院外的膠濟(jì)鐵路線上,每天深夜11點(diǎn)到凌晨1點(diǎn),施工人員要趁列車不運(yùn)行的時(shí)段,抽換鋼枕,清理兩側(cè)道渣,鋪設(shè)臨時(shí)便梁,人工挖坑樁,完成一段就要恢復(fù)原樣,以便列車正常通行。
青島地鐵3號(hào)線14標(biāo)段永平路至火車北站區(qū)間全長1241米,需暗挖下穿北苑風(fēng)景小區(qū)樓群。這個(gè)區(qū)段的建筑大多建于上世紀(jì)七八十年代,基礎(chǔ)薄弱抗震性能較差。隧道穿越時(shí),埋深只有17米,地質(zhì)大部分為回填雜土和中風(fēng)化花崗巖,爆破風(fēng)險(xiǎn)極高。
為保證施工安全,在采用礦山法爆破施工穿越居民區(qū)老建筑時(shí),采用多項(xiàng)科學(xué)技術(shù)減振,振速降至1厘米/秒,居國內(nèi)領(lǐng)先水平。通俗地說,就是將平常人聽到的一次爆破,分解為幾段小爆破,前段小爆破成為后段小爆破的膨脹空間,進(jìn)而降低了振速。專家稱,這種工法在國內(nèi)地鐵施工中屬首次使用。
施工難度最大 短短300米用了425天 時(shí)針撥到2014年7月17日,3號(hào)線太延區(qū)間十幾名工人正在等待著,為右線最后1.5米作業(yè)做準(zhǔn)備。“捅破這層‘窗戶紙’,整個(gè)區(qū)間就徹底通了！”中鐵隧道集團(tuán)3號(hào)線青島項(xiàng)目部經(jīng)理王軍濤說,左線已于3月份貫通,挖開這短短的1.5米,就意味著太延區(qū)間實(shí)現(xiàn)了雙線貫通。
挖掘機(jī)操作工周師傅發(fā)動(dòng)了機(jī)器,振奮人心的轟鳴聲響起,過了10分鐘,右線便打通了。據(jù)介紹,太延區(qū)間全長1294.9米,沿香港西路東西向延伸,并在香港西路一療附近穿過密集建筑群,該區(qū)間西段地質(zhì)條件較差,地下都是強(qiáng)風(fēng)化巖,王軍濤介紹說,“我們先后5次邀請(qǐng)國內(nèi)外知名隧道專家召開風(fēng)險(xiǎn)控制相關(guān)會(huì)議,制定了嚴(yán)格的重大風(fēng)險(xiǎn)源風(fēng)險(xiǎn)管控措施,經(jīng)過一段時(shí)間的經(jīng)驗(yàn)積累,制定了暗挖工程控制三要素的開挖責(zé)任制度,同時(shí)施工時(shí)嚴(yán)格控制循環(huán)開挖進(jìn)尺不超過0.5米。”
王軍濤說,“太延區(qū)間右線西段下穿6處建筑,由于這段下穿建筑物的部分施工難度全國罕見,從施工區(qū)域地上建筑物距離計(jì)算,下穿建筑群的距離不過短短300米,卻用了整整425天。”
曾暫停爆破開挖施工倆月,王軍濤介紹,“不同于普通區(qū)間隧道開挖所使用的爆破開挖技術(shù),在太延區(qū)間隧道西段下穿多所建筑物的300多米距離內(nèi),我們采取了高端別雷管進(jìn)行弱爆破,也就是通過多點(diǎn)爆破方式分散沖擊波,以此減小振速。通過這種方式,這個(gè)重點(diǎn)段的振速控制在0.5厘米/秒,遠(yuǎn)低于要求的2厘米/秒。”王軍濤說,與此同時(shí),區(qū)間施工還增加了國內(nèi)先進(jìn)的自動(dòng)化監(jiān)測控制設(shè)備,每5分鐘傳輸監(jiān)測數(shù)據(jù)1次,施工人員能實(shí)時(shí)掌握建筑物是否發(fā)生沉降、是否變形。
最險(xiǎn)區(qū)間 泉李區(qū)間“石頭上摞豆腐” 泉李區(qū)間地質(zhì)就像“石頭上摞豆腐”,隧道橫斷面上半部分是富水砂層,下半部分是堅(jiān)硬巖層,這是青島地鐵3號(hào)線最大的風(fēng)險(xiǎn)區(qū)。再加上隧道下穿李村河和7棟上世紀(jì)90年代的建筑物,更是險(xiǎn)上加險(xiǎn)。2014年11月20日,青島地鐵3號(hào)線泉李區(qū)間(萬年泉路站—李村站)實(shí)現(xiàn)雙線貫通。泉李區(qū)間位于李滄區(qū)商貿(mào)圈主干道,施工方通過采用國內(nèi)領(lǐng)先的注漿工藝對(duì)“豆腐”進(jìn)行加固,布設(shè)自動(dòng)化檢測設(shè)備防沉降,這些都是青島地鐵的先例,而且嚴(yán)格遵循短進(jìn)尺爆破,最終實(shí)現(xiàn)了該區(qū)間的安全順利貫通。
“泉李區(qū)間的施工地質(zhì)條件就像是在石頭上面摞豆腐！豆腐就是富水的砂層。”青島地鐵集團(tuán)建設(shè)分公司朱明的這句話很形象地說明了泉李區(qū)間的施工難度之大。朱明介紹,鑒于泉李區(qū)間上軟下硬的地質(zhì)條件,在國內(nèi)都十分罕見,因此按工程風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)評(píng)定,泉李區(qū)間被列為青島地鐵3號(hào)線最大風(fēng)險(xiǎn)源,屬最高工程風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。針對(duì)地質(zhì)條件復(fù)雜、下穿建筑物多的情況,各參建方制定了切實(shí)可行的下穿施工方案及重大風(fēng)險(xiǎn)源管控措施,采取了短進(jìn)尺、弱爆破、強(qiáng)支護(hù)、早封閉、勤量測的施工原則。
朱明告訴記者,為了確保施工安全,中國鐵建十六局集團(tuán)青島市地鐵一期工程(3號(hào)線)土建11標(biāo)項(xiàng)目部先后組織了9次專家研討會(huì),就施工和技術(shù)方案進(jìn)行論證,最終研究采用了具有國內(nèi)領(lǐng)先技術(shù)的WSS注漿工藝,專項(xiàng)采購一流注漿設(shè)備,對(duì)隧道開挖輪廓線外擴(kuò)5米范圍內(nèi)的富水砂層進(jìn)行注漿止水加固施工。每一次注漿長度為10米,開挖6米,預(yù)留4米作為止?jié){墻,也就是加固注漿。此工藝技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)高,注漿效果好。
泉李區(qū)間施工場地位于李滄區(qū)商貿(mào)圈主干道,交通繁忙,車流量大。施工道路上方公交車形成的動(dòng)荷載,極有可能在初期支護(hù)完成前引起道路下沉,甚至坍塌,造成管線破壞、交通中斷。此外,隧道下穿季節(jié)性河流李村河及7棟上世紀(jì)90年代建筑物群,左右線合計(jì)穿越長度624米。該區(qū)間地質(zhì)圍巖條件差、埋置深度較淺、無法采取地面輔助措施。
“我們采用了具有國內(nèi)先進(jìn)技術(shù)水平的自動(dòng)化監(jiān)測設(shè)備,在建筑物上布設(shè)監(jiān)測點(diǎn),每5分鐘監(jiān)測一次,一共布置了100多個(gè)點(diǎn)。”11標(biāo)項(xiàng)目部副經(jīng)理孟凡茂告訴記者,項(xiàng)目部通過在建筑物上布設(shè)監(jiān)測點(diǎn),而監(jiān)測點(diǎn)上有傳感器,將傳感器和收集器連接,收集器收集到的數(shù)據(jù),通過無線傳輸至云端平臺(tái),在云端平臺(tái)上進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,可以在云端平臺(tái)上直觀看到檢測數(shù)據(jù)的變化,能夠及時(shí)科學(xué)地指導(dǎo)現(xiàn)場隧道施工作業(yè)。
“每個(gè)點(diǎn)的位置變化就能看出建筑物的沉降情況,如果發(fā)現(xiàn)特殊情況,會(huì)立馬采取預(yù)防措施。”該項(xiàng)目的副經(jīng)理左文昊說,每個(gè)建筑物上有10到20個(gè)監(jiān)測點(diǎn)。
最后“硬骨頭” 錯(cuò)埠嶺站創(chuàng)軌道嶄新施工模式 提起3號(hào)線的“硬骨頭”,錯(cuò)埠嶺站避不開“風(fēng)頭”,由于拆遷等方面的原因,錯(cuò)埠嶺站最后一個(gè)完工,2016年4月26日,隨著錯(cuò)埠嶺車站最后一節(jié)鋼軌焊接完成,青島地鐵3號(hào)線南段實(shí)現(xiàn)軌通,為確保年底全線通車提供了保障。值得一提的是,在錯(cuò)埠嶺站施工中,青島地鐵利用北段運(yùn)營線路運(yùn)輸軌料,現(xiàn)場人工散鋪的施工方案,大幅推進(jìn)整體工程進(jìn)程,同時(shí)也開創(chuàng)了國內(nèi)首例地鐵既有線施工模式。
3號(hào)線南段鋪軌任務(wù)有效工期較短,施工任務(wù)繁重。青島地鐵精確論證施工方案,合理組織調(diào)配資源,科學(xué)安排施工生產(chǎn)。在施工高峰期時(shí)期靈活優(yōu)化施工組織,同時(shí)組織3個(gè)鋪軌基地的施工,充分利用有效時(shí)間提高作業(yè)效率。2016年春節(jié),青島地鐵與施工單位組織上百名作業(yè)人員施工作業(yè),抓安全、抓質(zhì)量、抓進(jìn)度,大大推進(jìn)整個(gè)工程進(jìn)程。為確保軌通目標(biāo)順利實(shí)現(xiàn),施工單位中鐵一局項(xiàng)目部全體員工放棄與家人團(tuán)聚的機(jī)會(huì),完成了難度最大的青人區(qū)間(青島站——人民會(huì)堂站)鋪軌及化嶺區(qū)間(敦化路站——錯(cuò)埠嶺站)最后兩組減振道岔。化嶺區(qū)間于4月1日接過工作面后,立刻組織隊(duì)伍雙線同時(shí)施工,為保證總工期目標(biāo)不受影響,項(xiàng)目部迅速調(diào)整施工方案,24小時(shí)連續(xù)施工,將道床澆筑、鋼軌焊接、邊溝澆筑等工序穿插進(jìn)行,于4月3日實(shí)現(xiàn)短軌通,4月4日實(shí)現(xiàn)了長軌通,為后續(xù)各專業(yè)施工贏得了寶貴時(shí)間。
作為全線最后一個(gè)完工的車站,錯(cuò)埠嶺站如采用正常施工方案,整個(gè)嶺清區(qū)間(錯(cuò)埠嶺站——清江路站)及錯(cuò)埠嶺站3.123km線路需等到車站完成之后方可展開,勢必導(dǎo)致工期節(jié)點(diǎn)的嚴(yán)重滯后。
經(jīng)過細(xì)致調(diào)查和系統(tǒng)論證,青島地鐵創(chuàng)新思維,提出利用北段運(yùn)營線路進(jìn)行軌料運(yùn)輸,現(xiàn)場人工散鋪的施工方案。在方案的落實(shí)過程中,青島地鐵周密安排運(yùn)輸計(jì)劃,施工單位中鐵三局青島第一市政聯(lián)合體克服既有線安全運(yùn)輸要求高、現(xiàn)場散鋪施工工效低、施工配合量增加、信息交流頻繁等困難。在合理工期內(nèi)安全、優(yōu)質(zhì)、高效地完成剩余軌道工程的施工任務(wù)。開創(chuàng)了國內(nèi)首例地鐵既有線施工模式,大幅度推進(jìn)整體工程進(jìn)程。
正常的施工條件下需要從軌排井把組裝后的軌排吊至隧道內(nèi),然后再利用工程車洞內(nèi)逐節(jié)鋪軌,因北段已通車運(yùn)營,原有的鋪軌基地已取消,施工單位只能從車輛段建立的鋪軌基地往錯(cuò)埠嶺站進(jìn)行鋪軌材料運(yùn)輸,但運(yùn)營線路因本身的演練壓力較大,材料運(yùn)輸時(shí)間每日時(shí)間為凌晨0點(diǎn)至次日4點(diǎn),溝通協(xié)調(diào)量大、安全風(fēng)險(xiǎn)大,這些給軌道施工組織提出了極高要求。全線“軌通”為后續(xù)供電、機(jī)電、通信、信號(hào)等專業(yè)跟進(jìn)施工贏得了寶貴時(shí)間,為后續(xù)“電通”、聯(lián)調(diào)、試運(yùn)行及年底全線通車試運(yùn)營奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
建筑物最密集 210米下穿6處建筑 200多米的長度要通過六個(gè)建筑物,一個(gè)區(qū)間內(nèi)只有一個(gè)豎井,單洞掘進(jìn)長度最長的隧道……這些都是青島地鐵3號(hào)線五四廣場車站至江西路車站之間的區(qū)間隧道(五江區(qū)間)左線大里程2013年12月29日貫通創(chuàng)下的紀(jì)錄,五江區(qū)間自2011年5月31日起進(jìn)入主線施工,由于區(qū)間所在的香港中路和南京路沿線建筑物密集,對(duì)施工爆破的要求非常高,同時(shí)豐富的地下水也為施工中防止路面沉降提出了巨大難題。
爆破振速低,地面人體感覺不到 五江區(qū)間出五四廣場站,沿香港中路前行,后轉(zhuǎn)到南京路下方。左線全長1270米,獨(dú)頭掘進(jìn)907米,右線全長1300米。左線大里程(即豎井往江西路車站方向)是青島地鐵3號(hào)線單洞獨(dú)頭掘進(jìn)最長的隧道。
中鐵二十局該項(xiàng)目的總工程師陳傳平介紹,所謂的單洞獨(dú)頭掘進(jìn)是指,五江區(qū)間所在的香港中路沿線由于建筑物密集,不便于設(shè)置豎井,因此五江區(qū)間全線只設(shè)有一處豎井,所有的機(jī)械運(yùn)輸和出渣都只通過一處豎井完成,導(dǎo)致施工現(xiàn)場作業(yè)面通風(fēng)困難、出渣運(yùn)距長,給施工帶來不少考驗(yàn)。“一般區(qū)間的豎井大約300米一個(gè),這個(gè)只有一個(gè)豎井,再加上爆破的特殊方法等,施工進(jìn)度肯定受影響。”陳傳平算了算,歷時(shí)943天,每天的進(jìn)度大約為0.96米。
陳傳平告訴記者,隧道下穿包括公共資源交易大廳在內(nèi)的6座建筑物共計(jì)210米,對(duì)爆破的要求也相當(dāng)嚴(yán)格。在這210米區(qū)間隧道的爆破施工中,施工單位專門采用了打“中空孔”的方式,即在每個(gè)施工面上打上3個(gè)直徑為150毫米、長度為30米的“中空孔”。這樣爆破后產(chǎn)生的力除了向外擴(kuò)散,還將通過“中空孔”向內(nèi)擴(kuò)散,把原先全部向外擴(kuò)散的壓力分解,將減少爆破對(duì)建筑物帶來的震動(dòng)。相較于原先每方土石方使用1.7公斤的炸藥量,使用“中空孔”后,炸藥量減少至每方1.4公斤,用藥量的減少,也起到了減震的效果,整個(gè)爆破的振速控制在1厘米/秒,地面人體基本感覺不到。
減少爆破次數(shù),技術(shù)員緊盯炸藥 “炸藥我們有專門的鐵箱管理,而且當(dāng)天必須用完,用不完的立馬退回廠家。”陳傳平說,技術(shù)員緊盯著炸藥,工人取走也會(huì)配個(gè)技術(shù)員跟著。他們開展了多項(xiàng)爆破試驗(yàn),全線首先在五江區(qū)間開展下穿建筑物控制爆破試驗(yàn),他們還協(xié)調(diào)周邊關(guān)系 ,分6次擴(kuò)爆臺(tái)階法最大限度減少了爆破對(duì)環(huán)境的影響。項(xiàng)目部工作人員還在居民家親身體會(huì)爆破震動(dòng)和噪音。控制總裝藥量和單段最大裝藥量,分段、分次爆破。在原有的大直徑中空孔+16直眼掏槽的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上,采用孔外延時(shí),把16個(gè)直眼增加到24個(gè)直眼,減少了爆破次數(shù),提高了施工進(jìn)度。
此外,施工過程中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)地下水以淋雨?duì)罨蚬蔂畛雎兜默F(xiàn)象,為施工帶來極大的安全隱患,控制地下水的流失成為施工過程中的又一大難題。“為控制地下水的流失,防止建筑物和路面的沉降,地鐵建設(shè)者在施工中先后采用超前小導(dǎo)管注漿,也就是在爆破之前,發(fā)現(xiàn)滲水就會(huì)先用管子澆筑泥漿,如果在爆破后還有滲水則用隧道徑向注漿,也就是把管道橫在隧道內(nèi)及時(shí)注漿,此外還有帷幕注漿、袖閥管注漿多種工藝,來及時(shí)堵住滲水的區(qū)域。”陳傳平說,他們攻破了防止建筑物和路面沉降的難題。
■鏈接 地鐵3號(hào)線建設(shè) 攻克四大難題 作為本市首條開建線路,2016年12月18日,3號(hào)線全線將開通試運(yùn)營,回顧3號(hào)線建設(shè)期施工過程,遇到四大難點(diǎn),青島地鐵集團(tuán)齊心協(xié)力一一應(yīng)對(duì),最終克服困難,圓滿完成了各項(xiàng)任務(wù)。
一、地質(zhì)條件復(fù)雜,安全風(fēng)險(xiǎn)大。青島地區(qū)基巖以高硬度花崗巖為主,完整性差,地質(zhì)突變、節(jié)理、斷裂帶較多,地質(zhì)“上軟下硬”。3號(hào)線大部分線路位于土巖結(jié)合面上,這種地質(zhì)特點(diǎn)給施工工法造成制約,絕大部分工點(diǎn)只能采用傳統(tǒng)的明(蓋)挖法和礦山法,這對(duì)爆破進(jìn)尺、爆破振速和地面沉降控制等造成較大的困難,安全風(fēng)險(xiǎn)大。
二、受施工空間影響,協(xié)調(diào)難度大。青島山地丘陵較多,市區(qū)內(nèi)道路大多依地形而建,道路狹窄、曲折、起伏較大,沿線場地狹小。施工過程中不可避免地對(duì)周邊居民和建筑物造成一定影響,投訴和信訪壓力較大。同時(shí),受空間環(huán)境和交通調(diào)流局限,管線遷改、道路調(diào)流、施工用地對(duì)施工時(shí)間、施工方案都有嚴(yán)格要求,協(xié)調(diào)難度較大。
三、下穿風(fēng)險(xiǎn)源較多,施工難度大。本市獨(dú)特的地形地貌使地鐵線路無法完全布置于道路下方,區(qū)間隧道不時(shí)下穿或接近地面建筑。地鐵3號(hào)線共下穿完成多處Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)源,其中,Ⅰ級(jí)建筑物風(fēng)險(xiǎn)源有下穿碧海賓館、紅房子、歐人監(jiān)獄、榮成路2號(hào)等文保建筑,下穿伊美爾整形醫(yī)院、膠濟(jì)鐵路線等；Ⅰ級(jí)管線風(fēng)險(xiǎn)源有下穿蒸汽管線、引黃濟(jì)青給水管線等；Ⅰ級(jí)復(fù)雜地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)源有下穿張村河、下穿李村河等。這些風(fēng)險(xiǎn)源給施工過程中的安全檢測及管控增加了難度。
四、地鐵3號(hào)線作為青島市首條線路,除了前期征遷、規(guī)劃、及施工等客觀原因外,從主觀上來講,管理經(jīng)驗(yàn)不足、人才短缺等因素,也是制約青島地鐵建設(shè)的“瓶頸”。目前,全國有近40個(gè)城市計(jì)劃開建或在建地鐵,龐大的行業(yè)需求導(dǎo)致專業(yè)人才供給不足,特別是有成熟行業(yè)經(jīng)驗(yàn)的人才,嚴(yán)重短缺。
（來源：半島網(wǎng)-半島都市報(bào)） [編輯: 李敏娜]
