东侧桥梁上,一列列“复兴号”从上海虹桥沿沪杭高铁飞驰而出;西侧地下30米处,一台14米级盾构悄无声息完成4939米隧道掘进……
成型隧道(肖雨 摄)
近日,上海机场联络线2标盾构隧道“新穿越号”盾构机顺利出洞,标志着由中铁十四局承建的上海机场联络线并行高铁段顺利贯通。作为国内首条小间距、长距离并行运营高铁的大直径盾构隧道,过去的2年多来,一场无声的较量在地下演绎。
毫厘间的“极限较量”
翻开上海机场联络线线路走向示意图,4939米,中铁十四局承建的2标盾构隧道全线并行沪杭高铁,最小距离仅8.1米。
盾构机长正在驾驶盾构机(宋新宇 摄)
沪杭高铁,是中国最繁忙的铁路线路之一,开通十余年来,运送旅客超4亿人次。“列车最小行车间距3分钟,且运行速度快、密度大。”项目盾构经理于朋臣表示,繁忙的运营高铁对盾构施工有着极为严格的沉降标准,一旦超过2毫米就会引发预警,甚至导致全线停运,后果不堪设想。
“不仅如此,我们还面临多处风险源叠加,先后穿越运营轨道交通、市政公路、桥梁、铁路等A级风险源8处、B级风险源23处。”于朋臣表示,尤其是在穿越沪昆高速公路主道时,直径达14米的“新穿越号”盾构机刀盘距桥梁桩基最小净距仅0.74米,这在国内尚无先例,对盾构机姿态控制要求绝对精准。
面对这样的情况,项目团队把智慧化应用作为最佳手段。他们开发应用智能监测系统,依托可视化智慧施工系统、BIM协同管理平台等信息化手段,对掘进过程中的周边环境、地质变化等进行实时监控、实时分析,及时调整盾构机切口压力、掘进速度、泥水参数等,确保隧道稳步推进。
“我们还充分借助中铁十四局大盾构施工核心优势,建立了从盾构机到项目、到公司总部盾构智慧管控中心的三级联动。”于朋臣表示,“一旦发现异常,及时发出预警,及时做好应对预案,确保施工安全。”
全预制的“智慧拼装”
上海机场联络线设计时速160公里,为单洞双线通行,考虑到风阻和噪音,线路在国内首次采用全预制装配结构体系,开创了类似施工工艺先河。
工程在国内首次采用全预制装配结构体系(赵荣发 摄)
“预制的弧形构件是在大直径盾构隧道中首次应用,单块重达33.5吨,内部的中隔墙也在国内首次采用预制拼装,单块重达21吨。”该项目总工程师陈辰表示。
“两类预制构件体量大、单构件尺寸大,安装节点精度要求高、拼装难度也大。”陈辰说,为此,他们成立了大盾构工匠工作室,围绕《大直径盾构隧道内部结构全预制拼装精度控制》开展课题研究。
他们联合设备厂家系统研究施工工装,以质量可控、安全可靠为出发点研发智能拼装设备。“针对弧形构件,我们研发出了精调装置,可实现弧形构件自动一键拼装。”陈辰表示,与管片拼装同步推进的弧形件,随着隧道贯通也已基本完成拼装,拼装精度控制在1毫米以内。
他们还联合研发国内首套一体化中隔墙智能拼装成套设备,可实现预制构件一键自动抓取、高精度智能拼装以及顶部连接件安装同步的自动化、智能化施工。该设备借鉴盾构机管片拼装机成熟的设计制造工艺,创新性采用高精度电液比例控制技术和中隔墙姿态测量技术,实现对中隔墙6个自由度的高精度拼装和定位调整。
“我们单个工班从最开始的一天2块,逐渐到4块、6块,最高能达到12块。”负责中隔墙拼装的吴玉凯表示,通过运用此设备,该项目部创造了全线中隔墙最快拼装记录,单月最高拼装进尺达到1200米,同时还一次性提高拼装精度,极大缩短了后续工序的施工周期。
依托该课题,该项目已申报实用新型专利2项、发明专利8项,发表论文3篇,2项QC成果荣获省级一等奖。施工中,他们还优化提升,总结出一套内部结构全预制拼装施工工艺流程,编制成作业指导书,为类似工程建设提供了可复制、可推广的施工经验。
铁三角的“思维转换”
在上海机场联络线2标段接收井处,不时可以看到火车三线“交汇”的壮观景象。沪昆高铁、李莘联络线、金山线三条铁路俨然形成了一个“铁三角”,将施工场地紧紧围住,仅有一条限高3.8米的铁路涵洞通向施工场地。
“新穿越号”盾构机在接收井顺利出洞(宋新宇 摄)
“施工场地过于狭小,大型设备进不来。”物资部部长魏凯说,但是现场的困难远不止于此,因场地邻近两条铁路既有线,施工中吊装风险极大。
要解决难题,就要开拓思维。施工中,项目部积极转换思路,在有限的条件下创造无限的可能。面对大型设备进不来,他们就拆解设备、定制运输车、转运平台、更换车辆轮毂;面对吊装风险大,他们就利用施工围挡安装电子防越界系统、改装大臂限位装置。
而2#风井基坑支护系统为一钢一混交替布置,作业面单一,各工序无法形成流水,造成施工人员进退场频繁、设备闲置,施工组织难度大增,同时反复的疫情,更是带来诸多困难。
为保障施工进度,项目部与班组协同作战,精准把控,全天候施工作业,确保了基坑及邻营线路安全。还根据“9+1风险管理制度”,组织建立了应急作战室、实时微信群,坚持巡查汇报制度、领导带班制度。
62天完成地连墙施工,66天完成基坑开挖及封底,101天完成主体回筑施工……该项目创造了上海地区深基坑施工安全、优质、高效的典范。
“无声”的较量演绎“有声”的精彩。作为全线最难盾构施工区间,上海机场联络2标段在全线同期盾构掘进的隧道中拔得头筹,率先实现盾构机顺利出洞。接下来,该标段还将在全线率先轨铺,“精彩”仍在继续……
【编辑:钊伦】
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