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掀起你的紅蓋頭——寫在中鐵一局五公司參建廈門海滄隧道通車之際

時間:2021年06月28日  來源:  作者:《鐵路建設報》通訊員:閆娜 閱讀:  字體:

  廈門海滄隧道湖里端出口洞頂的“海滄隧道”四個大字蒙著紅布,像極了出嫁女人頭頂紅蓋頭的模樣。

  海滄隧道是繼翔安隧道后的廈門第二條更具難度的跨海隧道,全長7.1公里,中鐵一局五公司承建的A3標段,全長1.5公里,是中鐵一局五公司在廈門參建的第二條海底隧道,不同的是它是國內第一條城市隧道與海底隧道相結合的工程。該工程是目前國內最復雜、最具難度的地下工程,代表了我國海底隧道與城市隧道施工技術的最高水平,其工藝、工法達到世界領先水平。

  2021年6月17日7時,乘車從海滄隧道湖里端出發前往海滄端參加通車儀式,四個小時后,蒙在海滄隧道四個大字的“紅蓋頭”將被揭開,同時廈門市民熱切期盼的海滄隧道正式通車。同乘的中鐵一局五公司廈門海滄隧道項目部技術管理人員,看著車窗外的隧道出了神,神情中流露出女兒出嫁前的不舍和親手撫養她成長的點滴回憶。

65米明挖城市隧道的“摸石過河”

  五公司海滄隧道A3標上跨地鐵施工段位于廈門石鼓山立交附近,石鼓山立交段是通往廈門島內的交通咽喉,交通極為繁忙。周邊地下管線密集,建筑密布。此外,地鐵一號線區間隧道從65米基坑下方穿越,基坑深度相當于4個標準層高,基坑底距離地鐵隧道拱頂只有6.4米。樁基底部距離廈門地鐵1號線僅僅2.4米,因周邊環境限制必須采用明挖的方式施工,基坑開挖是一個卸荷的過程,開挖卸荷會引起基坑底土地回彈,在已建地鐵隧道上方進行基坑開挖時,坑底土地的隆起必然帶動下方地層移動,進而導致下方地鐵區間隧道變形,而已建地鐵隧道對其自身變形要求近乎嚴苛。

  作為第一條城市隧道和海底隧道相結合的工程,沒有技術可以參考,樁基施工機械的選型、土方開挖方法的比選等,都是“摸著石頭過河”。然而,最具有挑戰意味的是這一次有時間嚴格的限制和環境考驗。

  65米明挖城市隧道,每一米都是摸著石頭過河。現場管理人員常常24小時輪流職守,吃住都在工地,只是為了收集一組數據。多少次的方案研討會從天亮開到天黑。在旁人看來歷時218天的上跨地鐵施工是煎熬,但是五公司的管理人員卻樂在其中,談起那一段時間,他們臉上洋溢出的充實的滿足和自豪感。

  在施工過程中,專業工程師們運用BIM模型提取工程量與實際施工工程量作對比、模型結構物空間位置和地質模擬與實際施工測量放樣和現場地質作對比分析,運用BIM技術的邏輯性減少和避免了施工過程中可能出現的一些誤差,引入BIM施工信息化管理平臺指導現場施工。

  通過研究獲得了非對稱受荷基坑在土方開挖、持續暴雨、結構回筑等多荷載作用下的受力變形特性,項目進一步明確施工全過程中的關鍵控制工序及施工風險源,提出長短樁組合、超大支撐豎向間距與坑內留土結合的支護方式,并獲得了非飽和殘積土地層中暴雨作用下深基坑變形演化規律。

  項目還開發了一種明挖大跨深基坑自動化監測預警系統。深基坑自動化監測預警系統主要由自動化數據采集系統、遠程數據傳輸系統、自動化監測云平臺組成,其中自動化監測云平臺包括了數據分析處理系統、智能化預警系統和管理中心等子系統。基于自動化監測預警平臺,結合保護標準研究成果,在施工期實施地鐵區間隧道、基坑支護結構及重要建構筑物安全監測,實現了信息化施工,確保工程安全。

  為確保地鐵一號線正常運營,地鐵區間上浮值務必控制在10毫米以內。經過建設者們的不懈奮戰,成功將地鐵區間上浮控制在5.8毫米以內,為廈門海滄隧道城市隧道施工邁出了成功的第一步。

破解240米雙連拱隧道的工程之最

  廈門主干道興湖路和石鼓山立交交接出有一段240米雙連拱隧道,寬約10車道,其開挖斷面達550平方米,為同類型隧道之最。邊界處距周邊建筑僅6米,而隧道頂部距離路面最薄處僅5米,隧道跨度大,超淺埋偏壓施工工藝復雜,安全風險高。興湖路為廈門市城市主干道,雙向六車道通行,由于隧道為超淺埋隧道,隧道開挖時容易造成興湖路較大的沉降變形,而且興湖路行車荷載會加大隧道的拱頂沉降變形,如何確保興湖路的行車安全同時保證隧道的安全施工是工程的又一個重難點。

  雙連拱隧道往往有較大的跨度,施工步驟比較復雜,且對周圍土體的擾動大,受力體系復雜,怎樣在城市中安全、快速、經濟地施工超淺埋暗挖雙連拱隧道,是擺在項目管理者的又一個值得研究的問題。

  針對隧道所處圍巖狀況的特殊性,結合施工過程必須嚴格控制道路沉降量及隧道結構變形,項目分別就三導洞法、中導洞法在土層中和巖層中進行對比分析,通過對圍巖位移場、道路沉降以及初期支護的受力變形進行分析,結合經濟合理性的因素,最終確定隧道的最優開挖方案。通過對隧道不同開挖步長、臺階長度、開挖步距三種工況進行分析比較,主要集中對圍巖位移場、道路沉降、初期支護應力幾方面進行分析。通過對這幾方面的討論分析,結合現行規范中對于隧道施工變形控制標準,得出了雙連拱隧道采用三導洞法在下穿興湖路情況下合理的施工參數。

  同時,項目還提出了城市復雜地質環境超淺埋大跨雙連拱隧道三導洞加主洞洞蓋法施工方法,來控制圍巖變形及保證隧道結構受力安全。通過數值模擬和現場監測相結合的方法,分析得出了隧道在土層中采用三導洞法施工時隧道結構的受力特征。連拱隧道中隔墻及兩側墻、初期支護變形及應力都主要發生在正洞上臺階開挖階段,中、下臺階開挖影響較小。因此,采用先貫通正洞上臺階,同時進行施工初期支護,使其形成連拱蓋隧道結構,然后開挖中臺階和下臺階的施工方法。在導洞施工時,采取中導洞先行、左右側導洞拉開步距跟進方式,三個導洞均貫通后,再施工中隔墻及左右側墻。之后開始開挖正洞。化整為零、分部分塊的施工,既保證了施工安全又節省工期。

  暗挖雙連拱隧道施工,破解了大斷面富水地層及淺埋暗挖的施工難題,創立一套城市復雜條件下地下工程建設的新技術,為城市雙連拱隧道設計和施工提供了技術參考。

鏖戰1015米地下管線的“盤絲洞”

  穿越燈火通明的隧道,誰能料想的這里曾經是布滿各種管道的“盤絲洞”。“你嘗過下水道污水的味道嗎?我嘗過。”年僅23歲的技術員小張說,穿越隧道時坐在車里的小張一眼就認出了這個讓他曾經喝過下水道水的地方。

  城市隧道施工中遇到最多地問題就是密密麻麻的地下管線。在這里,6家產權單位的40余條管線要進行遷改施工。

  最讓人頭疼其實不是眾多的管線,而是有的沒有管線的地方出現了管線,就像定時炸彈,隱藏著安全風險。小張喝下水道污水的地方就出現了一條管線圖紙上沒有的廢棄污水管,連續一個星期的降水,使得原本廢棄的污水管,透過土體沿著圍護樁縫一直涌水,嚴重威脅著沒有完成澆筑底板的基坑安全。為了減少大量水涌進基坑,技術員們用棉被等堵住涌水口,連續奮戰在封堵涌水的第一線,為底板澆筑爭分奪秒。

  在施工過程中,悅華A區有一條可供半個廈門用電的電纜橫切第二西通道施工主線,一度影響悅華工區工期近3個月,成為項目施工推進過程中的一大難題。項目憑著不服輸的韌勁,沒有辦法想辦法,果斷決定對未遷改電纜進行砌筑擋墻隔離保護,提前進行興湖路二期交通導改,為BD區施工爭取了時間。

  2020年12月,項目率先完成了1.5公里的主體結構施工,并完成交工驗收,為業主交付滿意的優質工程實體。

  在十四五開局之年,廈門海滄隧道的建成,是強化基礎設施的硬聯通,對于全面深化綜合配套改革,全力打造東南國際航運中心,扎實推進島內外一體化和廈漳泉同城化,構建“全國123出行交通圈”有重要意義,為服務構建廈門市新發展格局當好先行。

中鐵一局承建的海滄隧道湖里端出口

項目管理人員慶祝海滄隧道通車

暗挖雙連拱隧道

B區基坑施工

翔鷺工區大干熱潮

施工區

鏖戰

標準化工地

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