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陕西首条城际铁路西安北至机场线最长盾构区间顺利贯通

发布日期:2018-12-06 08:35
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12月5日,冬意浓浓,但是在西北地区最大的空中综合交通枢纽——西安咸阳国际机场却是一如既往地繁忙,高峰时平均2分钟就有一趟航班起落。就在旅客们匆忙赶赴行程的同时,在西安咸阳国际机场T1航站楼前地下18米左右,由中铁十七局二公司的施工人员驾驶的重达350多吨的盾构机破土而出,盾构左线精准出洞,标志着2.85公里长的盾构区间顺利贯通。作为陕西首条城际铁路,西安北至机场线建成后,最大运能可达到每日30万人次,从西安北站到西安咸阳国际机场的运行时间可缩短至27分钟。

任务艰巨 刀剑起舞

西安北至机场城际铁路自西安北站北广场,向北跨越渭河,经秦汉新城、空港新城至西安咸阳国际机场,全长29.31千米,共设车站10座,设计时速100公里,总投资126.94亿元,是连接西安市陆空的综合交通枢纽。此次贯通的机场站至机场西站盾构区间全长2.85公里的,是全线此次贯通的机场站至机场西站盾构区间全长2.85公里的,是全线关键控制性工程,也是我国西北地区最长城际铁路盾构施工区间。该区间实行左右线分别开挖,地下穿越西安咸阳国际机场T1航站楼、T2航站楼,并2次穿越停机坪、3次穿越滑行道、4次穿越航油输油管线。在盾构施工过程中一次性穿越这么多航空敏感区关键建筑物,在国内尚属首次。不仅如此,为了保证机场正常运行必须持续施工,还不能噪音、震动,其施工难度可想而知。“关键是地面沉降控制要把握好,必须保证停机坪、滑行道沉降累计值在10毫米以内,地面隆起累计值在5毫米以内。”中铁十七局机场线项目经理李树文介绍说。所谓沉降控制,就是要保证地表的平整性和稳定性。在飞机起飞速度约300公里每小时的滑行跑道上,哪怕是1公分大小的坑坑洼洼都可能给飞机起落带来巨大的风险,给旅客带来不舒适的体验甚至生命危险。而时刻担负航油输送任务的输油管线,如因地质扰动造成管线下沉或破裂,后果也将不堪设想。开弓没有回头箭,盾构机一旦始发,就如同卒子过河,只能勇往直前。让盾构机在如此重要的机场完成难度系数这么高的下穿,施工风险非常之高,可谓是在“刀尖上起舞”!顶着施工难度大、施工风险高的巨大压力,中铁十七局二公司机顶着施工难度大、施工风险高的巨大压力,中铁十七局二公司机场线项目盾构工区经理陈洪翠带领团队,通过精心准备和周密安排,制定了安全专项施工方案,并组织专家评审,在始发前,对盾构机各个组成部分进行全面的维修保养,对施工人员进行培训工作,确保人、机配合天衣无缝。“通过对以往盾构施工沉降原因分析,考虑本工程穿越机场敏感区的特殊情况,我发现只要设置好土仓压力,配置好盾构机掘进方向和速度、螺旋机出土速度、同步注浆速率,控制好同步注浆原材料质量、注浆量及压力,在穿越停机坪时,土仓压力比理论计算值稍微高一点,沉降就能够得到有效控制。”陈洪翠说。施工过程中,施工人员加强谋划,在左右线试验段掘进的前100环,陈洪翠的理论得到了证实,为后续施工提供了宝贵的经验。

自主研发 攻坚克难

失之毫厘,谬以千里。重达350多吨、刀盘直径6.27米的“大块头”在我国年吞土量3000万余人的八大区域枢纽机场之一——西安咸阳国际机场地下掘进,技术人员必须保证其前进方向、上下左右纠偏量不大于5毫米。为控制好盾构机的掘进方向,陈洪翠团队在传统工艺、工法的基础上,引入了激光自动导向系统。该系统是将具有良好直线性光束的激光投射到盾构里,自动生成数据,并计算使盾构机前进方向与图纸是否一致,方向偏差只要超过3毫米就会自动报警,便于操作人员时刻了解盾构机的前进方向,并及时做出调整,确保了盾构掘进准确平稳。为随时监测机场敏感区地面沉降情况,该项目采用了传统的水准仪和全自动化免棱镜相结合的方式开展监测,地面哪怕是有1毫米的沉降量,都将在10分钟内反馈到现场负责人和洞内操作室,确保施工处于安全可控状态。“保障航班的安全起降,确保施工过程中累计沉降量不超过1.1毫米、累计地表隆起量远低于控制标准值,我们的施工人员克服各种困难,为高峰小时2分钟一班航班的起降和铁路全线完工奠定了坚实基础。” 李树文说。隧道内原有渣土被挖出后,其洞壁要迅速使用预制钢筋混凝土管隧道内原有渣土被挖出后,其洞壁要迅速使用预制钢筋混凝土管片拼接成环,而环壁与洞壁之间的空隙必须立即使用混凝土浆液填充,如填充不及时或质量不过关,都有可能造成洞壁垮塌,从而形成地面沉降。为解决这一难题,陈洪翠团队经过无数次试验,改变了以往做法,自主研发了新的浆液配比,将浆液凝结时间从原来的10小时左右缩短到6小时至7小时。同时,浆液强度和体积收缩率也得到了显著改进,在确保同步注浆饱满的基础上,使管片壁后填充保护层迅速强化,及早地弥补了地层损失,以防止围岩失稳、塌落。功夫不负有心人,终于,在6月13日盾构掘进中创下了日掘进49.5米,成环33环的记录,创造了全国同类地铁盾构施工日掘进最高纪录。

智慧监控 安全保障

盾构机在地下掘进,除操作人员能及时掌握情况外,让检测人员和管理人员也能及时了解情况,并加强监督指导,是确,施工安全的双重保障。通过为盾构施工提供一双智能化的“眼睛”,该项目引入实时监控技术,为施工的准确性提供了多重保障。在硕大的电子屏幕上,盾构机掘进的实时信息,包括掘进一线、管片安装、出土渣场等各个环节的实时画面都清清楚楚。同时,该项目还利用“互联网+”,建立施工数据云台,建立远程监控系统,使盾构机施工姿态与实时画面可通过手机APP随时检查。在加强地下监测的同时,地面监测更是细致入微。为随时监测机在加强地下监测的同时,地面监测更是细致入微。为随时监测机场敏感区地面沉降情况,该项目采用了传统的水准仪和全自动化免棱镜相结合的方式开展监测,地面哪怕是有1毫米的沉降量,都能在10分钟内反馈到现场负责人和洞内操作室,确保施工处于安全可控状态。

人才培训 精准出洞

一位来自山西的农民工说:“不管是理论培训,还是现场操作培训,都让我这个以前没有见到过盾构机人来说一下子对盾构机产生了兴趣,在这里,我不仅赚到了钱,还学到了新知识,见到了新科技。” “价值6000多万的设备,承建造价约2个多亿的工程,操作稍有不慎,就会带来巨额损失。”陈洪翠说,盾构施工关键是技术人才,我们进场的每一名工人都必须进行严格的教育培训。为加强人才培养,该项目在施工现场建立了VR室、BIM室和农民工夜校。通过VR技术让工人身临其境,亲身感受施工顺序获得安全体验;通过BIM技术对工人进行实体讲学授课;通过农民工夜校让工人们迅速了解盾构机的性能、施工的工艺和工法、安全管控的要点等。就这样,盾构机每天以12米?安全匀速推进,最终提前计划工期63天安全精准贯通。经现场检测,刀盘中心与隧道设计中心线水平偏差8毫米,垂直偏差控制在5毫米内经现场检测;机场地面累计沉降量-1.1毫米,累计地表隆起量为2.2毫米,还不及1元硬币的厚度,我国在航空敏感区建设综合交通枢纽提供了宝贵经验。据悉,西安北至机场城际铁路力争2019年通车。届时,乘客换乘飞机、高铁、地铁就可实现出行“一站式”到达。(记者 巨跃先 通讯员 冉江军 牛奋香 田玉良摄影报道 )

本文来源:陕西传媒网编辑:高丽

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