科技攻克柱洞暗挖難題
- 發(fā)布時間:2016-03-07 05:31:48 來源:科技日報 責任編輯:羅伯特
“在石家莊地鐵項目建設中,項目部運用科技手段,攻克了1號線施工難度最大、安全風險等級最高的長城橋站柱洞暗挖施工難題?!?月5日,中鐵四局石家莊地鐵項目負責人如是說。
強大壓力 嚴峻挑戰(zhàn)
中鐵四局石家莊地鐵項目部,承建石家莊地鐵1號線02標段兩站兩區(qū)間施工任務,管段施工地處城市主干道中山路和軍事管理區(qū)。長城橋站位于中山西路和西二環(huán)路十字路口處,車站起止里程為K4+969.540~K5+248.860,車站總長279.32米。車站兩端為明挖兩層三跨箱型框架結構,中間段為“柱洞法”施工的暗挖單層三跨聯(lián)拱結構。中間暗挖結構里程范圍為K5+048.720~K5+117.480,長68.76米,埋深約9.3米,“兩個柱洞,兩個邊跨,一個中洞”五部分,每部分分為上中下三個導洞開挖,共15個導洞,需27步工序。周邊東北角有中國電子科技集團五十四所,東南有東來順酒店,西南有七分部住宅等建筑包圍,地下暗挖結構距西二環(huán)高架橋橋板僅有8.2米。暗挖拱頂有煤氣管、雨水方溝、污水管和上水管等6條管線。兩端馬頭門電力管線距開挖輪廓線僅有20厘米。暗挖主體處于粉細砂層中VI級圍巖,自穩(wěn)時間短,易坍塌。特殊的地理環(huán)境、地質條件,使得該段暗挖施工工程成為地鐵1號線的高風險單項工程,也是四公司、中鐵四局、股份公司的安全卡控項目。對項目部來說,如此大斷面地鐵車站暗挖尚屬首次,無疑是超大的壓力和嚴峻的挑戰(zhàn)。
科技攻關 提高質量
2014年7月15日,在經過多輪方案論證和專家評審后,施工方案終于塵埃落地,大管棚施工拉開了暗挖施工帷幕,由于前期工作準備充分,8月5日,東端59根大管棚順利完成打設施工。
暗挖主體結構采用“柱洞法”施工,先行開挖左右柱洞,再開挖中跨,最后由上到下對稱開挖左右邊跨。柱洞采用三導坑開挖,其中上下導坑再細分為上下臺階。
暗挖主體上導坑范圍及柱洞拱頂以上約2米范圍為粉細砂地層,穩(wěn)定性極差。一經開挖極易導致塌方等事故,地表沉降極難控制等潛在的施工安全隱患風險。項目把深孔注漿作為暗挖施工超前支護第一道安全施工屏障,是施工人員的安全帽、保命索,是暗挖后續(xù)工序安全施工的前提條件。
保證暗挖開挖工作面的穩(wěn)定及安全,控制地表沉降,需要采取超前注漿加固處理措施。為解決超前注漿加固質量不合格問題,消除開挖過程中因極易出現(xiàn)塌方和地表沉降而對上方道路及管線造成的損壞,避免出現(xiàn)大的安全事故隱患,項目部專門成立QC(質量控制)小組,將“提高地鐵粉細砂地層柱洞超前注漿施工質量”作為小組科研課題,展開科技攻關。在注漿過程中,QC小組發(fā)現(xiàn)按照設計配比,漿液擴散效果不理想,注漿壓力超出地層荷載能力,土層出現(xiàn)隆起。經過試驗分析,QC小組找到了原因:地質的孔隙率與土層荷載能力與原配比出現(xiàn)偏差。為找準最佳注漿配比,滿足土層加固要求,項目QC小組根據(jù)地質條件,以設計配比為參考,專門辟出一塊注漿試驗段,安排技術人員對漿液配比、注漿壓力進行全過程旁站盯守,分級分段采集數(shù)據(jù)并進行分析,不斷調整注漿參數(shù)和注漿壓力,根據(jù)不同斷面注漿效果,實時對地表變化進行監(jiān)控量測,確保細節(jié)和環(huán)節(jié)、階段性注漿效果滿足技術規(guī)范要求,最終選定出最佳的注漿配比和注漿量及壓力參數(shù),使超前注漿效果立竿見影,注漿合格率提升到92%。
明確標準 規(guī)范作業(yè)
拱架制作、安裝,是開挖初支控制的重點和難點工序。首次進行地鐵項目施工的項目部,因經驗不足,導致出現(xiàn)拱架焊接飽滿度不夠、拱架錯位、連接接點不密貼等質量缺陷和安全隱患。該段暗挖是軌道公司、北方公司安全重點掛牌卡控項目,拱架制作、安裝存在的缺陷,引起了各方的關注,給項目施工帶來了負面影響。
為徹底扭轉施工管理被動局面,項目部組織召開了“大反思、大整改、大提高”動員大會,尋找問題癥結,制定卡控標準,明確拱架制作及安裝技術要求,對每榀的安裝間距、中線垂直度及分段的同步里程點進行檢查驗收。通過嚴格檢查,項目部消除了拱架制作、安裝質量缺陷。
在開挖過程中,項目部嚴格按照設計規(guī)范,通過控制開挖步距、核心土留置、小導管及鎖腳錨桿的打設以及對注漿量和壓力的雙控,徹底扭轉了施工作業(yè)人員輕質量、重進度的思想意識,實現(xiàn)了柱洞開挖初支段拱架安裝平順、連接密貼,得到了業(yè)主、監(jiān)理及上級部門的好評。
改遷管線 控制滲漏
2014年11月,就在項目部開足馬力、拼搶柱洞開挖進度之際,施工人員在注漿時發(fā)現(xiàn),燃氣管線入侵到初支結構中,開挖工作被迫停止,本已緊張的工期更加緊張。就在項目部積極協(xié)調產權單位遷改過程中,武漢地鐵燃氣管泄漏發(fā)生爆炸,引起各方關注,管線遷改更加慎重。針對燃氣管線遷改施工的特殊性,項目部配置充足氣體檢測設備,組織專項應急救援演練,多次與產權單位進行對接,配備安全人員加強過程監(jiān)控,保證了管線遷改工作安全有序、完美收官。
對項目部來說,11月可以說是多事之秋。正當項目部采取有效防護措施保證燃氣管線遷改施工時,相繼發(fā)生的雨污水管滲漏再次讓項目開挖和安全風險控制雪上加霜。雨污水管位于結構之上,距拱頂2.6米,且雨污水滲漏嚴重。項目部在封堵掌子面、探清滲漏原因后,及時向上級匯報,并積極采取洞內注漿,雨污管涵積水抽排,施作防水內襯等措施,有效控制了滲漏水現(xiàn)象。
同時,項目部按規(guī)范加速開挖施工,在2014年12月27日完成了柱洞洞通,實現(xiàn)了指揮部重點節(jié)點工期目標。
標準控制 注重質量
二襯施工是柱洞主體施工最后一道工序,其中頂縱梁施工難度最高。洞內凈空僅為3米寬,其中中間頂縱梁寬1.4米,留個施工人員的施工空間寬度僅為1.6米,且被頂縱梁分為兩部分,最狹窄的地方寬度僅為30厘米。通常情況下,施工人員要在寬60厘米的空間里完成模板支立、支架搭設、防水板鋪掛、混凝土澆筑等施工工序,難度可想而知。通過對工序有效銜接、標準控制,優(yōu)化支架架設體系,技術人員爭取到了最大作業(yè)空間,實現(xiàn)了每道工序一次性驗收通過,規(guī)避了返工整改難度大和影響工期的風險。在混凝土澆筑前,項目部專門組織召開專項技術交底會,讓每名施工人員按照分工,熟知自身工作內容和控制標準。在澆筑過程中,項目部人員按照質量標準要求,跟班盯守,保證了混凝土澆筑質量。
施工地點地處西二環(huán)交口,頂縱梁施工時間長,施工時間與交通高峰期重疊。針對這一問題,為確保混凝土澆灌的連續(xù)性,項目部組織管理人員到場協(xié)調交通,提供后勤保障。在項目部人員的努力下,2015年4月7日,項目部完成頂縱梁混凝土澆筑施工,比計劃提前了8天混凝土外觀質量得到了蒞臨現(xiàn)場檢查的各級領導的好評。
優(yōu)化方案 流水作業(yè)
隨著中洞、邊跨暗挖施工難關相繼攻克,項目部打響暗挖段施工的殲滅戰(zhàn)——攻克側導洞二襯施工難題。側導洞跨度大,拱頂上方帶壓管線多,地表道路車流量大,二襯施工涉及臨時支撐拆除、模板支架安裝、防水、鋼筋綁扎等繁瑣工序,而根據(jù)項目工期節(jié)點目標項目有效施工期僅為1個月。
面對困難,項目部根據(jù)現(xiàn)場工序安排及技術要求,采取“隔二拆一”的臨時支撐拆除方案,精心組織各工序,開展無縫隙銜接施工,為側導洞二襯施工提供了高效的流水作業(yè)環(huán)境。2015年11月24日,暗挖車站主體工程安全順利完工。
頑強拼搏 勇于爭先
在長城橋站柱洞暗挖項目施工中,全體參戰(zhàn)員工積極適應特殊施工環(huán)境,攻克柱洞法暗挖工法技術難題,經受了地鐵暗挖施工高安全風險的考驗。在項目施工中,全體參戰(zhàn)員工付出了辛勤的汗水。為了項目安全有序施工,項目經理蔣陽春發(fā)揮自身多年項目管理的經驗優(yōu)勢,調度資源,組織隊伍,調集機械,安排材料,優(yōu)化方案,制定措施,打響工期保衛(wèi)戰(zhàn)。技術主管劉浩工作在現(xiàn)場,與作業(yè)人員一同上下班,按照圖紙要求確定標準,做好技術交底,及時排除施工過程中的技術難題。在暗挖施工和二襯混凝土澆筑施工等過程中,現(xiàn)場管理人員連續(xù)盯守在施工一線。正是他們的默默堅守,才使得長城橋站暗挖主體結構工程于11月24日順利完工,長和區(qū)間暗挖施工同步完成,實現(xiàn)了管段主體工程提前36天完成洞通工期目標。
“路漫漫其修遠兮,吾將上下而求索?!遍L城橋站暗挖柱洞工法技術難題的攻克,是項目參戰(zhàn)員工集體智慧和頑強拼搏的成果,也是四局人“勇于爭先、永不滿足”精神的生動體現(xiàn)。
如今,他們再次揚起風帆,征戰(zhàn)地鐵站附屬工程。