成都地铁10号线二期工程下穿成都双流国际机场,施工期间跑道沉降一旦超过5毫米,机场就会紧急关闭,意味着每天将有1000多架航班停飞,15万人出行受阻;5号线盾构施工两次穿越老旧建筑群,出土方量必须“称斤算两”;在四川尚未确定规范的有轨电车蓉2号线施工中,引入高铁施工技术标准……

中国铁建为了高品质建设成都轨道交通,在地质环境复杂、下穿风险高、施工难度大、没有可借鉴经验等重重难关下,不断优化设计方案,持续提升施工技术,推动城市轨道交通建设标准向“毫米级”时代迈进。

下穿双流机场“零沉降”

在成都双流国际机场,一架满载旅客的波音777型客机停落的同时,滑行跑道地下20多米处,一趟列车正以100公里的最高时速飞驰而过……

这班刚运营的地铁10号线二期工程地铁列车停靠在双流机场站时,络绎不绝的乘客可能会想起新闻里对它的描述——这是成都地铁开建以来时速最高、高架最长的线路,也是全国首例在富水砂卵层地质中下穿机场的盾构施工案例。

中国铁建推动城市轨道迈入“毫米级”时代-《国资报告》杂志

已完工的成都地铁5号线。向莉莉 摄

困难前所未有,风险一触即发。每两分钟就有一架飞机起落的停机坪与滑行跑道下,是地质极不稳定的富水砂卵层,盾构施工极易导致地面下陷。“隧道顶部距离地面最近处仅8米,站在地面能感觉到盾构刀盘旋转时的震动。”10号线二期1标项目副经理郑鹏飞介绍。

地下3米到地下20米范围内几乎都是地下水和坚硬无比的卵石。传统挖井排水法可能导致地面严重下沉,而常规冻结法施工只适用于淤泥、砂层地质,将其应用于富水砂卵石地层还前所未有。为检验冻结法在富水砂卵石地层应用的可行性,2018年7月,他们选择了一段地质、埋深情况与机场相似的管段进行试验,并取得了成功。

不同于淤泥里凿孔,坚硬的卵石成为冻结孔开凿的最大障碍。“钻第一个冻结孔我们耗时7天,报废十几个钻头。如果按这个进度,光打孔就需大半年时间。”郑鹏飞回忆,他们一边优化钻孔方案,一边调整钻头,耗时半个月完成了70多个冻结孔和8个测温孔的开凿任务。

经过50多天的冷冻后,掌子面的各项参数均达到冻结标准。技术人员下到掌子面时,看到地下水流和卵石全部结成了硕大的冰块,大家悬着的心终于放下了。

3个月后,完成使命的盾构机在双流国际机场下穿隧道内解体。经多方测量,盾构施工完成后,双流国际机场停机坪与滑行跑道均为“零沉降”。

突围老旧建筑群“零变形”

一大早,成都铁路局家属院里就热闹起来了,在阳光的映衬下,家属院的银杏树散发出金色的光。年过八旬的胡德容喝下一口热气腾腾的茶水,和围聚在一起的老伙计们摆起了龙门阵,幸福洋溢在大家脸上。

“乘坐地铁5号线,从家到人民公园只需20多分钟,转乘到春熙路也不过40分钟,太方便了。”随着成都轨道交通三线开通,这些天大家聊天总绕不过家属院下穿行而过的5号线。

如今满脸幸福的胡德容,在地铁施工期间却曾百般阻挠——家属院修建于20世纪七八十年代,因年代久远许多楼房已破败不堪。尤其在2008年的汶川大地震间,许多楼房出现了不同程度的开裂下沉。

和胡德容一样,当时,家属院1000多名居民都担心左右线两次下穿会直接影响到房屋的稳定性。对于居民们的担心和阻挠,施工单位技术负责人张宗来也表示颇为理解:“有几栋楼开裂确实十分严重,很多裂缝,手指头都能轻轻松松塞进去。”

盾构穿越这类老旧建筑群的案例本就国内鲜有,没有经验可借鉴,加上复杂的地质环境,令施工举步维艰。为最大程度降低盾构掘进对楼体的影响,他们先对下穿范围内的14栋楼进行注浆加固,并根据地质变化严格控制掘进参数。他们还在渣土车上安装了刻度表和自动称重设备,对每一环出土方量都进行严格称量。

2018年7月15日下午,隧道右线掘进时大家发现出土方量比计划多了1.32立方米。“出土多了,说明盾构掘进方向有下沉。”业主单位的技术专家建议盾构立即停机。但测量人员对数据情况的实时分析显示,地面没有出现下沉。

“盾构一旦停机,再启动时瞬间产生的震动力肯定会加剧隧道顶部下沉,让掘进风险更高。”认真分析现场情况后,他们决定对下沉部分紧急注浆,让盾构快速穿过这段地质不稳定区域。

因为前期加固方案到位、盾构掘进方案得当,铁路局家属院小区内所有建筑物都实现了“零沉降”。“铁建方案”不仅得到小区1759名业主的一致肯定,也得到成都地铁公司发函表扬。

有轨电车引入高铁标准“零颠簸”

“叮叮叮……淡蓝色的蓉2号线有轨电车开过来了。”

高颜值的列车、舒适的乘车体验,让有轨电车蓉2号线运营的消息刷爆了成都市民的“朋友圈”。有人在列车上特意放一枚硬币,最后发出了“和乘坐高铁时一样,如履平地,几乎没有什么感觉”的赞叹。

中国铁建推动城市轨道迈入“毫米级”时代-《国资报告》杂志

行驶中的有轨电车

“和高铁一样舒适稳定,是我们将高铁轨道CPⅢ技术引入了有轨电车施工中。”施工单位副指挥长周晓松分享了这条“网红”电车线背后的施工“秘籍”:钢轨之间的轨道距离1.435米,轨道焊接误差不能超过0.5毫米,10米落差不得超出2毫米……有轨电车蓉2号线能有高铁般的舒适度,这些精度标准缺一不可。

有轨电车行业内尚未形成统一的技术标准,每个城市都按需自行划定。为了高品质建设好我国西南地区的首条有轨电车,建设者参照高铁建设标准施工,采用嵌入式连续支撑轨道结构铺设无缝线路,引进高铁CPⅢ控制网测量技术,通过三维立体测量技术精准控制轨道高低及安装精度,将所有误差都控制在1毫米范围内。

“50多名测量员组成的测量队伍中,6成以上都参与过高铁施工。”测量队负责人张晨表示,采用高铁标准意味着测量网要成倍加密,虽然工作量增加了几倍,但是却将所有误差控制在了1毫米以内。

“按照设计,有轨电车的最高运行时速仅有20公里,我们之所以按照高铁的速度标准去要求自己,就是想以最高标准引领行业标准。”项目负责人表示,现在,他们总结的《四川省有轨电车实施及验收标准》已成为四川省的行业“坐标”。

技术服务成都地铁建设,标准汇集整个行业。13类关键施工组织方案、1000多项关键环节把控要点、超过5000项典型案例……在成都城市轨道施工期间,中国铁建编写了一套《地铁施工手册》。目前,600万字、摞地上有半米高的《地铁施工手册》已通过行业专家审定,未来将成为我国编制的首部地铁施工工具书。