黑龍江日報9月19日訊 199天貫通國內首條高寒地鐵跨江隧道,運用明、暗挖與區間盾構有機結合的辦法,見招拆招破解施工難題……19日,哈爾濱地鐵2號線載客試運行,它的開通運營離不開冰城地鐵人的共同努力。在2號線建設過程中,建設者們攻克一個又一個難關,創造了高寒地鐵建設的多項施工紀錄,打造高寒地鐵精品工程。
跨江隧道創造多項施工紀錄
2018年12月25日,是需要銘刻在哈爾濱地鐵建設史上的日子。在冰封的松花江面以下27米,一臺由中鐵隧道局集團建設者駕駛的泥水平衡盾構機,經過199天掘進,順利抵達松花江南岸接收井,至此哈爾濱地鐵2號線跨江隧道全線貫通,這也是國內首條下穿松花江隧道。
『由於2號線太陽島站至人民廣場站區間是穿江線路,江底隧道工程地質主要為強透水富水砂層,在距水面30米深的江底下施工,最大的難點就是防止隧道透水,所以和普通地下盾構采用的「土壓盾構」方式不同,這個區段采用全新的泥水平衡式盾構機進行施工,它可以有效防止隧道透水問題。』哈爾濱市軌道交通2號線一期工程土建施工五標段項目經理徐賢宇告訴記者,過江盾構風險遠高於陸地盾構。盾構區間主要以中細砂為主,局部有粉質黏土夾層,圍岩土體的自穩能力差,中砂層透水性強、富水性強,盾構始發及接收區地下水位高。施工過程中,除了漏水、突湧外,還有超挖、欠挖、河底擊穿等風險。
『為保障施工,項目部專門定制的2臺泥水盾構機,采用高強度、耐磨設計,刀盤、刀具有很高的耐磨性,不需要在施工過程中更換刀具,為長距離江底盾構開挖掘進降低風險。』徐賢宇告訴記者,此段過江隧道總長1906米,其中過江段長度1200米。建設者需駕駛500噸重的盾構機在江底不穩定地質中,進行兩次小半徑『急轉彎掘進』。
冬季嚴寒的施工環境對建設者來講更是一項極大的施工挑戰。『冬季哈爾濱平均氣溫-20℃,對於人員和盾構機來講都是嚴峻的挑戰。』該項目盾構施工生產副經理彭來中介紹,該過江隧道的雙線貫通,開創了國內泥水平衡盾構機嚴寒條件下江底冬季施工快速掘進的先例。
運用多種工法打造精品工程
2號線南北貫穿哈爾濱,部分站點周邊建築密集,地層富水富砂,施工難度非常大。建設者統籌協調設計、施工、監理等諸多環節,采取站點明、暗挖與區間盾構有機結合的辦法,見招拆招破解施工難題。
人民廣場站為地下三層車站,設計結構較為復雜,在車站25米超深基坑施工過程中,工程難點較多。『由於施工區域地處中心城區又是交通要道,為減小影響,我們采取了難度較大的倒邊蓋挖施工方式進行,相較於明挖法施工,可以將對周邊的影響降到最低。』該項目負責人崔制峰告訴記者,該站靠近松花江,施工區域最近的地方距離江面只有不到100米,富水富砂且黏性高的不利地質是施工面臨的又一挑戰。
為保證安全質量,施工方攻堅克難,成功規避了深基坑開挖湧水風險、結構坍塌風險,保證了周邊居民和建築的安全,攻克了地鐵深基坑施工的一大難題。
同樣的難度,也出現在地鐵2號線哈爾濱站、省政府站等地,為了最大程度減少對交通的影響,這些站分別采取倒邊施工和暗挖的方法。『省政府站繁忙的交通壓力不允許長期佔路施工。通過多方案比選,最終確定采用暗挖施工,僅在路口四角設置佔地面積有限的出土井。』哈爾濱地鐵集團相關負責人告訴記者,這也是首次在較大地下水深條件下進行車站超大斷面暗挖施工,在目前哈爾濱地鐵同類車站建設中實現了工期最短、地表沈降控制最優的突破,暗挖車站狹小空間內盾構分段接收技術、鋼管柱水下精確定位技術等方面具有國內領先水平。
一個個被攻克的難關離不開超前謀劃籌備,早在2014年哈市就開始提前謀劃,針對每個場站地上、地下復雜的情況,每一個地鐵站和區間的方案設計都煞費苦心,提前制定施工方案,實現無縫銜接,同步多點位平行推進,確保工程順利實施。
建設運營融入『智慧』基因
哈爾濱地鐵2號線建設中使用BIM、VR等技術,運營服務上也不斷貫徹『智能地鐵』理念……『地鐵服務以人為本』的目標不斷變成現實。
『地鐵2號線一期工程施工中,采用了國內領先的軌行區智能視頻監控調度指揮系統,一方面實時掌控軌道列車及人員定位,達到提高工作效率的目的,另一方面可全面反映軌行區整體運行線路情況,改善了從前「進入隧道就失聯,隧道內情況難以實時掌控」的情況。』哈爾濱地鐵相關負責人告訴記者,面對地鐵2號線復雜的施工環境,項目部采用BIM技術(一種應用於工程設計、建造、管理的數據化工具,最大特色在於建築模型內所攜帶大量信息)管控施工風險;同時利用VR技術模擬高空墜物、火災應急逃生等情景畫面,對重點建築物、管線保護和工程建成後的效果進行仿真模擬,從而提高施工安全系數。
如果說在建設中融入『智能』基因,是提高建設質量的重要保證,那麼在運營服務中提昇『智能』體驗,則是為了提高乘客滿意度做出的積極探索。
車站裡,智能機器人引導乘客購票並解答簡單疑問;地鐵智能變電站內,機器人可在35千伏高壓工作環境下輔助施工人員及時對可能出現的故障進行預警及動態監測;依靠多運營場景『智慧綜合管控平臺』,車站可以自動調節站內亮度、溫度、濕度,夜間關閉一座車站的時間也縮短至半小時……這並不是科幻電影裡的情節,上述『硬核』科技都將在哈爾濱地鐵2號線上實現。