廣州地鐵7號(hào)線盾構(gòu)反向始發(fā)避風(fēng)險(xiǎn)

經(jīng)過(guò)20個(gè)月的艱苦施工，2015年3月30日，位于廣州南站西側(cè)的地鐵7號(hào)線大洲車(chē)輛段出入段隧道雙線貫通。大洲車(chē)輛段出入段不僅是7號(hào)線第一條雙線貫通的隧道，而且不到2 km的該標(biāo)段在建設(shè)過(guò)程中還創(chuàng)造了多項(xiàng)“第一”:第一次急曲線段盾構(gòu)開(kāi)啟鉸接始發(fā)、第一次210 m小半徑掘進(jìn)、第一次盾構(gòu)施工埋深僅3 m軟弱淺覆土隧道、第一次采用含鋼量442 kg/m3的重型管片。

堪稱(chēng)“地質(zhì)博物館”

廣州地鐵7號(hào)線大洲車(chē)輛段出入段隧道位于廣州南站西側(cè)，全長(zhǎng)1 897 m，其中盾構(gòu)段1 117 m。該標(biāo)段區(qū)間沿線地質(zhì)條件差，有“地質(zhì)博物館”之稱(chēng)，既有上軟下硬地層，又有全斷面硬巖;地表環(huán)境復(fù)雜，而且線型曲率半徑小，線路最小轉(zhuǎn)彎半徑只有210 m，最小覆土厚度僅有3 m。隧道多次下穿河道及道路橋梁，施工風(fēng)險(xiǎn)較大。

盾構(gòu)反向始發(fā)避風(fēng)險(xiǎn)

7號(hào)線大洲車(chē)輛段出入段原始發(fā)場(chǎng)地為大片魚(yú)塘，淤泥層厚達(dá)10 m，是典型的軟弱富水地層。前期導(dǎo)墻施工完成后沉降較大，后期連續(xù)墻及土方開(kāi)挖存在較大風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)實(shí)際施工現(xiàn)狀，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)勘察，統(tǒng)籌規(guī)劃，另辟捷徑，提出利用既有結(jié)構(gòu)吊出井作為始發(fā)井的反向始發(fā)方案。由于入段線反向始發(fā)段處于半徑250 m的急曲線上，采用常規(guī)曲線始發(fā)無(wú)法滿足急曲線線型的要求，于是又創(chuàng)新性地提出了盾構(gòu)開(kāi)啟鉸接回填始發(fā)的施工技術(shù)，成功解決了急轉(zhuǎn)彎曲線始發(fā)的問(wèn)題。

盾構(gòu)反向始發(fā)的實(shí)施，不僅縮短了工期，有效規(guī)避了施工風(fēng)險(xiǎn)，保證了盾構(gòu)線路符合設(shè)計(jì)線型，而且還減少了管片錯(cuò)臺(tái)及漏水現(xiàn)象。

“精致”的小半徑轉(zhuǎn)彎段

7號(hào)線大洲車(chē)輛段出入段盾構(gòu)區(qū)間入段線最小轉(zhuǎn)彎半徑為250 m，出段線最小轉(zhuǎn)彎半徑為210 m。針對(duì)本標(biāo)段小半徑曲線轉(zhuǎn)彎施工，在盾構(gòu)下井前有計(jì)劃、有針對(duì)性地對(duì)盾構(gòu)進(jìn)行改造，改進(jìn)臺(tái)車(chē)車(chē)輪、改變臺(tái)車(chē)連接方式等。在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，通過(guò)管片數(shù)值模擬，采取收縮千斤頂釋放應(yīng)力和加強(qiáng)二次注漿等施工措施，順利完成了急轉(zhuǎn)彎的掘進(jìn)施工。

210 m小半徑轉(zhuǎn)彎段施工質(zhì)量得到參建各方的一致好評(píng)，被譽(yù)為“中國(guó)地鐵最漂亮的小半徑轉(zhuǎn)彎段?！惫芷g的“錯(cuò)臺(tái)”小，隧道的成形質(zhì)量好，沉降控制好，對(duì)地面建筑物及景觀幾乎沒(méi)有影響。

穿越景觀湖

廣州南站中軸廣場(chǎng)有一景觀湖泊，按照原方案，出段線隧道通過(guò)景觀湖采用節(jié)點(diǎn)明挖法施工。但經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查，該地段地質(zhì)條件差，周邊環(huán)境復(fù)雜，基坑施工風(fēng)險(xiǎn)較大，于是提出采用盾構(gòu)掘進(jìn)加拼裝配重管片直接通過(guò)的方案。該方案不但減少了工程投資，加快了施工進(jìn)度，安全可行性也在后續(xù)施工中得到了驗(yàn)證。但是盾構(gòu)穿越景觀湖仍存在不少施工難點(diǎn):盾構(gòu)穿越景觀湖時(shí)地形起伏較大，覆土淤泥質(zhì)土層厚度不到3 m，隧道開(kāi)挖面上軟下硬，切口壓力需根據(jù)覆土厚度變化隨時(shí)調(diào)整，并且需要嚴(yán)格控制成形管片上浮量，做好河床沉降監(jiān)測(cè);且盾構(gòu)下穿景觀湖段半徑只有219 m，屬小半徑右轉(zhuǎn)彎施工，盾構(gòu)姿態(tài)控制及管片拼裝難度大。

為保證盾構(gòu)下穿景觀湖的施工安全，通過(guò)景觀湖前以施工條件相似的出段線第60—90環(huán)作為試驗(yàn)段，獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)以指導(dǎo)過(guò)景觀湖段的施工。在下穿景觀湖之前進(jìn)行氣壓開(kāi)艙檢查，更換刀具，對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修保養(yǎng)，并針對(duì)性地制定地形起伏時(shí)的切口水壓參數(shù)表及一系列盾構(gòu)掘進(jìn)措施。在施工過(guò)程中，根據(jù)掘進(jìn)數(shù)據(jù)反饋隨時(shí)調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)和盾構(gòu)姿態(tài)，加強(qiáng)管片選型和安裝，確保盾構(gòu)和成形管片隧道符合設(shè)計(jì)線路。同時(shí)，通過(guò)對(duì)盾構(gòu)下穿景觀湖實(shí)行24 h全天候監(jiān)測(cè)，嚴(yán)格的施工控制和密切的監(jiān)測(cè)反饋施工，確保了盾構(gòu)機(jī)順利穿越景觀湖。