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铸造精品砥砺前行
——记洛阳地铁盾构施工纪实

   
  一年半的时间,六公里隧道,八条隧洞,八次始发、八次接收,两次平移,一次过站,过河穿湖,下穿洛阳地标—九龙鼎......洛阳地铁1号线在车站主体延误九个月工期后仍然提前节点5天洞通,洛阳地铁2号线更是成为首个盾构区间全部洞通的工区,平凡的一年半、平凡的四局盾构人,书写了不平凡的盾构工程。
  精益求精 下穿建筑群
  由公司承建的洛阳地铁1号线丽景门站~青年宫站、青年宫站~夹马营站盾构区间是高风险的施工任务。区间左线始发后开始连续337.5米下穿建筑群、中州渠施工任务,区间右线始发后连续159米下穿九龙鼎、建筑群、中州渠等施工任务。为确保丽青区间盾构机顺利始发并安全下穿建筑群,盾构公司配合经理部在开工前期便做好建筑物、管线保护的调查取证及测量工作,及时根据调查及测量成果不断优化完善专项施工方案,对于重大危险源和风险点,多次邀请专家勘察施工现场,对施工方案进行论证评审,编制了各种风险应急预案、下穿建筑物专项施工方案及下穿建筑作业指导书,建立风险管控体系,紧密结合施工工序,抓好现场标准化管理。
  在盾构掘进期间,为减少盾构掘进时对周围建筑物的影响,调整盾构姿态,优化盾构刀具配置和同步注浆配合比,及时跟进二次注浆,严格把控管片粘贴和拼装质量等技术措施,左线在108天内实现了零缺陷率,且地面及房屋所有沉降均未达到预警,同比施工中成绩优异。同时在下穿建筑物掘进期间,保持着左线日均连续进尺11.58米,其中2018年12月及2019年1月连续两个月月进尺突破400米,1月月进尺更是达到了457米,创造了以往在盾构施工领域中的最高水平。
   拔丁抽楔 998顺利脱困
  由于洛阳地铁1号线丽青区间隧道全断面穿越卵石地层,丽青区间右线S998盾构机在掘进过程中出现参数异常的情况。2019年3月26日夜班,S998盾构机在掘进597环过程中发现掘进速度低,刀盘扭矩大,通过各方专家分析,确定是盾构机刀具出现了问题,需要对S998盾构机刀具进行更换。
  由于盾构机停机位置位于青年宫人防商城正下方,常规的加固无法满足开仓换刀需求,项目部多次开会论证,最终决定用“地面加固及开仓换刀方法”来完成此次的换刀任务,采用打斜孔注浆进行地面加固及填仓的方式进行开仓换刀。在开仓换刀过程中,发现刀盘边缘滚刀磨损严重,无法进行更换,现场便决定使用重型焊接撕裂刀来代替边缘滚刀,虽过程艰难,但结果可喜。S998盾构机从开仓到脱困恢复掘进只花了7天时间,不管是施工时间段,还是换刀质量都成为最“优”的一次开仓换刀施工。换刀结束后,S998盾构机便正常施工掘进,于2019年6月3日丽青区间右线顺利洞通。
  多管齐下 保节点
  2019年3月25日,洛阳地铁1号线青夹区间左线盾构机在经历上个区间洞通后,平移至右线井口拆解吊出,后配套台车从车站内进行平移过站后,盾体从青夹区间始发端平移完成连接后,顺利始发。在青夹区间左线始发后,由于地层变化,地层中卵石含量增加,卵石粒径变大,当盾构机在卵石层掘进时,由于卵石大量堆积在土仓及螺旋输送机底部,发生螺旋输送机扭矩过大无法转动的情况。盾构公司决定在进行土仓止水后,清理螺旋输送机里面堆积的卵石,同时将现场的土壤改良剂更换为膨润土浆液,最大程度的降低了刀盘及螺旋输送机卡死的风险。在不断的进行各项参数的实验总结后,青夹区间顺利瀍下穿河,并于2019年6月17日顺利洞通。
  由于S998盾构机刀具更换,导致青夹区间右线盾构机无法按期始发。为了保证节点始发,完成业主制定的“6月30日全线洞通”的目标,盾构公司与经理部协商决定,增加一台盾构机从青年宫站下井;同时在青年宫车站底板铺设一组渡线道岔,使现场满足青夹区间右线的电瓶车编组能够运行到左线,在能保证青夹区间右线可以提前始发的同时也不影响左线的正常掘进。
  为保证节点工期,降低设备故障率,经理部加大投入,在青年宫站地面建立一套辅助出渣系统。此系统便于发生一些突发的紧急情况及设备故障时,可使用180T履带吊来完成出渣、吊运管片及材料垂直运输等。为了缩短每个施工环节所用的时间,给两台盾构机共配置7列电瓶车编组,专门成立轨道班,进行电瓶车调度以及轨道巡检维保。同时,根据现场实际情况,设置激励约束考核机制,以发放奖金的形式,最大程度的调动现场施工人员的积极性。在如此大压力高难度的条件下,青夹区间右线在6月份更是创下了月进尺317环(475.5米)的局内最高纪录。终不负众望,青夹区间右线于2019年6月25日提前业主节点5天顺利洞通。
  披荆斩棘 再出发
  为了更好的完成洛阳地铁2号线的盾构施工任务,盾构公司合理组织、调配专业人员,由监控室统一负责调度和记录相关数据。掘进过程中,监控室调度人员从每环开始掘进时间、掘进完成时间、该环的参数界面拍照、统计当环掘进的时间、添加剂注入量、掘进速度、刀盘扭矩等相关掘进参数汇总后发送至工作群,便于上级领导及专家直观查看、监督、管控。因洛阳地铁2号线牡市区间左右线各要下穿300多米的开元湖,施工风险极大。为了安全穿越开元湖,轨道公司领导组织成立了“盾构穿湖施工指挥部”,相关人员组建应急领导小组,每台机组配置1名队长+2名土建工程师+2名主操作手+2名副操作手+地面1名队长的主要管理架构,从掘进源头上保证施工现场的安全、质量及进度。
  因2号线的地质条件比1号线相较更加复杂,卵石粒径更大,围岩更不稳定,盾构穿湖施工指挥部积极采取措施,总结以往的盾构施工经验并改进和优化,不断的对渣土改良效果进行调整,根据砂卵石地层特性,采用膨润土浆液进行渣土改良。使膨润土在水介质中分散成胶体悬浮液,具有一定的粘滞性、触变性和润滑性,改善渣土流塑性,有利于卵石的排出,同时有助于围岩稳定。在有效对渣土进行改良的同时,严控出渣量,详细记录每一碴斗的出土量和掘进长度的关系,根据计算确定每一斗需要掘进的长度。并利用45吨龙门吊的称重系统来统计每环的出土量。严控土方超排,进湖前取试验段,按一环管片为单位,统计每掘进10厘米的出土量,计算掘进一环的土方平衡量,随时掌握土方超排情况。
  一往无前 顺利穿湖
  洛阳地铁2号线牡市区间下穿亚洲最大的综合性音乐喷泉—开元湖。开元湖位于洛阳市开元大道南侧、展览路中段,与洛阳市政府大楼相毗邻,于2007年建成蓄水,湖长576米,宽310米,深2.5米,湖底结构为素土夯实后浇筑15厘米素混凝土,占地面积约178560平方米,正常蓄水量约为420000方。湖内安装了音乐喷泉设施及湖面灯光设施,为著名的开元湖音乐喷泉,音乐喷泉最大喷射高度为108米,是“亚洲第一大音乐喷泉”。
  牡市区间隧道下穿开元湖段为中密卵石地层,整体位于地下水位线以下,地质、水文条件复杂,且该区段处于小曲线、大坡度隧道轴线上,穿越湖底距离达319米,此种工况下采用土压平衡盾构机完成长距离下穿大型湖泊施工,为国内首例。
  为确保顺利攻克穿湖风险源,盾构施工人员提前熟悉图纸、调查现场、进行穿湖方案的编制和各项应急方案的准备,分别邀请深圳、广州、电建及水电四局盾构专家前往现场实地考察,多次召开讨论会,对穿湖方案进行不断优化,同时经公司内部专家指导,结合现场实际,完善形成了《盾构施工实操手册》,并逐级进行交底,根据专家意见及经验总结,对盾构机刀盘、刀具布置;渣土改良系统进行局部优化调整。在穿湖过程中,抓落实、抓执行,严格执行PDCA管控,形成良好的习惯,从盾构掘进施工指令单、掘进参数控制、盾构姿态控制与纠偏措施、渣土改良和出土量控制、同步注浆和二次注浆等方面严格控制,逐级落实,确保安全稳定高效的穿湖。
  同时,施工强化信息管理,建立完善的信息反馈网络和现场指挥中心,应用“远程监控系统”,将施工面和监测点的即时情况及时反馈指挥中心,指导施工。监控室人员做好对施工的调度工作,保证施工过程中各个工序的衔接,避免因施工冲突影响掘进进度,对各类施工信息及时向上反馈。通过行之有效的管理与施工人员的努力奋战,终于,左线在2019年10月18日历时12.5天,以平均17.8环/天的高产完成下穿任务;右线在2019年11月16日,历时21天,以平均9.5环/天的高产完成下穿任务。至此,下穿开元湖的重大风险源施工任务完美收官,创造了盾构公司首次长距离下穿任务的另一个高水平,并成为2号线首个洞通的标段,得到了建设方及电建集团的一致好评。
  精益求精 奋斗不止
  盾构公司在质量把控方面,不断完善《质量管理办法》、《盾构施工质量奖励措施》、《质量管理责任书》,确立专职质检员和分管领导,层层签订质量责任书,确保工程质量的全程把控。一是多次组织现场施工和技术人员学习法律法规、施工规范,从施工源头严格质量控制。对进入施工现场的各项主控原材(砂子、粉煤灰、膨润土、水泥)按照建设方的要求,批次送检。并对其他原材定期检查抽检,禁止过期和有质量缺陷的产品进入施工现场。二是对各种施工环节的施工工艺全部进行安全技术交底,建立施工日志,对重大施工环节邀请项目公司、监理单位及项目部派专人进行24小时全程监督实施。三是每周召开质量周例会,对施工现场发生的不规范施工作业,进行整改处理。同时建立质量缺陷台帐,确保每一处缺陷都能及时处理,不留死角。四是派专职质检员,对施工环节进行严格控制,定期组织人员进行验收,完善内业资料,保证每一处从产生到处理验收有据可查。五是每天对盾构施工所用的同步注浆浆液级渣土改良所用的膨润土浆液进行稠度检测,做到动态调整。
  拨云见日终有时
  在洛阳地铁的施工过程中,是艰苦卓绝的,是披荆斩棘的,是一往无前,是不断创新,更是持续突破。从月进尺323环(484.5米)的最高纪录,再到穿湖期间的日平均17.8环,单班12环、日最高23环掘进记录,再到实现洛阳地铁2号线全线首个盾构区间全部洞通......我们在不断完善,不断总结,持续改进,努力拼搏。长风破浪会有时,直挂云帆济沧海,四局盾构人,会一直在追求精品工程的道路上不断进取,砥砺前行。