□楚天都市报极目新闻记者 吕锐 通讯员 孙国强
4月25日上午,武汉首条地铁环线12号线石桥站—中一路站盾构区间(以下简称石中区间)施工正酣。继右线盾构机率先顺利下穿6号线石桥站、成功突破一级风险源之后,左线盾构机紧跟步伐,奋力追赶,先后开启“地下之旅”。
承建单位中铁十一局在施工过程中创新运用多项新工艺、新设备,以科技创新赋能新质生产力,全力打造精品地铁工程。
盾构机套上“钢盔甲”
盾构始发站——12号线石桥站位于姑嫂树路与后湖大道交叉口东侧,总长186米,标准宽度为22.7米,端头井段宽度为27米,深度约32米,相当于11层楼高,为武汉地铁12号线在建的最深车站,建成后与已运营的6号线石桥站换乘。
在盾构始发井洞门处,记者见到一个巨型的钢铁套筒,“盾构机盾体密封在这个钢制圆形套筒内,确保安全始发。”中铁十一局项目安全总监孙国强介绍,石中区间盾构机刚“起跑”就要下穿6号线,区间地处长江一级阶地,为富水软弱土层,对隧道沉降控制要求极高。为了在施工中保护好既有运营线路,同时让在建线路顺利通过,项目部邀请行业专家对施工方案进行多次论证,分步制定盾构下穿施工参数及控制指标。同时,采用目前安全系数最高的盾构始发工艺——钢套筒始发。
什么是钢套筒始发?它有什么优势呢?中铁十一局项目经理李飞鹏介绍,就是在盾构机外面套上一个密封的钢制套子,将盾构机密闭其中,为它制造一个安全的始发环境,在始发阶段就可以完全以正常参数进行掘进,确保进洞安全。
下穿6号线车站过程中,隧道顶部与6号线车站底板仅有2.5米,安全风险极大。为确保区间盾构的顺利施工,武汉地铁集团、中铁建投资集团与施工单位中铁十一局实行风险分级管控,施工现场24小时盯控,重点工序严控工序质量、时长、衔接,每日监控量测,掌握安全状态,保证节点目标安全完成。“我们还建立了模拟平台,通过模拟复盘施工全过程,特别是在盾构机经过重大风险源的过程中,我们提前进行模拟段的实验段。模拟将要掘进相同的地质状况,然后进行试掘进,经过实验阶段的数据总结,再进行真正的穿越。”李飞鹏说。
在项目部办公室,2名工作人员坐在电脑前,紧盯前面的大屏幕。这是该项目的智慧盾构管理中心,“通过对各项数据的实时监控,综合对环境和关键设备的数据采集,我们可以实现对工地内关键要素的物联感知和交互,让监管更有‘数’,让施工更安全。”工作人员介绍。
钢支撑装上“智能臂”
石桥站最深处深达32米,采用地下三层岛式站台车站型式,位于地下7米—20米范围为淤泥质粉质黏土、粉质黏土夹粉土粉砂层,含水量大、压缩性高、承载能力低,为软弱土层。针对复杂地层,要向地下挖出近11层楼高的基坑结构,施工难度大。
在基坑开挖的过程中,极目新闻记者曾在现场采访发现,支护基坑安装的101根20多米长的红色钢支撑,两端装有两个特殊的“方盒子”,格外引人注目。
项目安全总监孙国强介绍,钢支撑两端的特殊设备,就是它的“智慧大脑”——钢支撑轴力伺服系统,整个钢支撑结构如同人的手臂一样伸缩自由,使基坑结构变形受力可控,有效提升了开挖安全性。该站采用明挖顺作法施工,如同在豆腐块里挖出一个长方形的坑,再吊放钢筋笼,围绕车站浇筑混凝土形成一圈坚固的“城墙”。在施工中需事先通过钢支撑对“城墙”进行支护,大型挖掘设备再进入基坑挖掘和转运土方。
据悉,钢支撑轴力伺服系统融合了数控液压技术、自动化监测技术和物联网技术。在施工过程中,轻点监控系统的电脑鼠标,深基坑内钢支撑的受力情况一目了然。该系统监控数据精确度为毫米级,实时测量钢支撑轴力及位移大小,自动调控支撑轴力,轴力减小自动补偿,轴力超限自动报警,及时限制基坑变形,提升基坑自身稳定性。
据了解,12号线是武汉首条地铁环线,全长59.9公里,设站37座,线路两次穿越长江,一次穿越汉江。该线建成通车后,将有效缓解中心城区客流压力,实现“三镇同环”、完善城市综合交通体系具有重要意义。