贵阳轨道交通3号线!成都到贵阳!中国中铁科技精英讲述领先创新技术进阶之路


 发布时间:2021-05-03 15:46

目前,中国中铁贵阳轨道交通3号线一期工程指挥部传来消息——全线29座车站已封顶4座,其余25座均已开工且正常推进;30个区间已开工13个,盾构机下井10台且试验段顺利贯通;停车场、车辆段场平工程基本完工。3号线土建工程形象进度总体已经完成约31%,建安工程费约38亿元。

每天,在贵阳的街道、山体、河流下数十米深处,中国中铁约1200名一线作业人员,正在操纵数千台设备,引领着约4100人的庞大队伍,加班加点全力展开工作,每一天,他们都要创造大约1169万元的产值。

实质上,3号线指挥部一直在试图构建一个高效的、能够给客户和自身创造价值的组织。经过多年的磨练和变革,中国中铁不断地成长、变化,凝聚了无数科技精英的队伍,正用他们的智慧和汗水,全力实现贵阳百姓多年来的“地铁梦”。

在3号线的建设现场,中国中铁的“技术达人”们,正在将赶上或者超越运用在伦敦、纽约、巴黎、东京、北京等城市地铁建设的先进科技和技术,带到了贵阳,全面应用在工程建设中,这也是目前3号线进展顺利的关键。

在3号线的建设队伍中,卧虎藏龙、人才济济。

一颗颗闪亮的“科技之星”,汇聚成璀璨星河,照亮前进的路。

领先技术全面应用

贵阳轨道交通3号线!成都到贵阳!中国中铁科技精英讲述领先创新技术进阶之路

讲述人:何晓勇

中国中铁贵阳轨道交通3号线一期工程指挥部总工程师 高级工程师 一级建造师 从事地铁建设工作16年

贵阳轨道交通3号线!成都到贵阳!中国中铁科技精英讲述领先创新技术进阶之路

贵阳市轨道交通3号线一期工程,是由我们中国中铁西南区域总部(中铁开投)投资建设的,整个工程线路全长43.03公里,土建工程划分为15个标段,全线共有29座车站,30个区间,其中盾构区间20个。

项目采用的是“PPP+施工总承包”的模式实施,投资总额为322.31亿元,于2018年12月30日开工,总体按照三年半实现“洞通”、五年达到开通试运营的目标组织建设,到2023年12月30日实现开通试运营。

贵阳轨道交通3号线!成都到贵阳!中国中铁科技精英讲述领先创新技术进阶之路

项目接手后,我们便集合了中国中铁各工程局最顶级的技术力量,组建精干的建设队伍。队伍中的核心力量,就是来自全国各地的技术精英,他们都有着多年经验,干过很多项目,取得的成绩数不胜数。

按照目前全国轨道交通建设的发展趋势,盾构工法应当占据主流。但面对贵阳市典型的喀斯特山地城市的特殊地形地貌,如何提高机械化作业技术水平,确保施工安全及工程进度,就成为了关键;同时在施工中,我们还要高度重视工程质量,尤其是结构防水质量。面对这么困难的局面,我们只有在技术和管理上下功夫。

通过前期的调研并结合类似工程施工经验,我们在技术方案的研究上进行了大量的必选和论证,针对贵阳市特殊的地质水文情况,我们在盾构机的设计上进行了针对性、适应性改进,开创性地引进了“地铁版”悬臂式掘进机,并采用洞内洞外相结合的超前地质预报手段为盾构机、悬臂掘进机破土“黔进”保驾护航。目前,约占区间总长的70%的20个区间都已开始或即将开始采用盾构法施工,其余矿山法区间总共投入14台悬臂掘进机进行隧道开挖,大大提高了机械化作业程度。

“内实外美、车站不渗、区间不漏”是我们追求的目标。为确保工程质量,我们针对明挖(半盖挖)顺作法、盖挖逆作法、盾构法和矿山法等制定了一整套标准化作业手册,对每道工序、各个细节都做出了明确的规定和要求;同时还成功引入并运用了先进的钢管柱定位技术、可移动组合大钢模施工技术、信息化监测技术等,提高了施工效率,保证了施工质量。

中曹司站盖板混凝土浇筑施工

但是,贵阳的地下水实在是太多了!为了这个事,我们制定了“宜早不宜迟,宜前不宜后”的原则,开创性地提出了在隧道初期支护、车站围护结构施工阶段开展地下水封堵的方案,坚决做到在无水状态下施工结构混凝土,以确保其自防水性能。有的时候,这里封堵好,那里又会冒出来,真的是一波未平一波又起,所以我们还会采取“持久战”,直至把水封堵到位。总的来说,我们就是通过技术创新和管理创新来提升3号线的安全、质量和进度管控水平,以实现开工之初立下的全线争创“鲁班奖”的目标。

总之一句话:要干,就必须要把事情干好!

睁开“天眼” 确保安全

讲述人:姜鹏

中铁三局土建12标总工程师 工程师 从事地铁建造工作8年

土建12标由我们中铁三局承建。3号线的重点工程就是我们的顺海站,它坐落于顺海林场山体下方,车站长245米、宽19.9米、高18.9米,埋深约25米,采用矿山法施工,开挖断面约360平方米。该车站施工工艺很复杂,需要将9个大小不同的洞室连接在一起才能形成车站整个轮廓,施工技术难度较大、安全风险高。

2019年5月,顺海站的施工通道开工建设,通过项目部科学组织,成为贵阳3号线首个开始车站主体结构施工的暗挖车站。在后续施工过程中,揭露的地质较为破碎,加之山体偏压的因素,导致车站初支发生变形。怎么办?随机,我们在信息化监控技术措施的帮助下,变形预警信息第一时间上传至监控平台,并以手机短信的形式发送至相关管理人员。这个信息化监控系统,就像眼睛一样时刻关注着山体的变形情况,让施工人员时刻掌握着真实情况,做到防患于未然。得到预警信息后,参建各方迅速响应,采用积极应对措施,经过方案论证和有效处置,车站变形成功得到了解决,消除了安全隐患。

信息化监控平台

贵医站—一啃下“硬骨头”

讲述人:张潇

中铁七局土建11标总工程师 高级工程师 一级建造师 从事地铁建设工作8年

11标段由我们中铁七局承建,其中贵医站是超浅埋暗挖车站,位于繁华的北京路下方,车站长222.1米、净宽19.2米、高20米,拱顶最浅埋深约5.7米,开挖断面约383.4平方米。该车站水文地质条件复杂、周边建构筑物密集、地下和地上管网繁多、地面交通环境复杂,且拱顶部分位于红黏土层中,施工风险相当大,可以说是我的职业生涯中遇到过的最难车站,是一块不折不扣的“硬骨头”,即使将它放到全国范围内,其技术难度之大、安全风险之高,也让人震撼。

号称“史上最难”的贵州医科大学站

在前期准备阶段,我们就该车站的施工风险进行了预判和辨识,同时针对岩溶进行了专项补勘,见洞率达到了60%左右,可以说是“一步一洞”。

为了确保施工安全,我们多措并举,采取地面和洞内相结合的措施,全车站范围采用地面袖阀管进行深孔注浆,加固车站上方岩土、填充溶洞、封堵地下水;在洞内我们运用了地质雷达探测、红外线探水和超前水平钻等相结合的超前地质预报手段技术,对开挖掌子面前方的地质情况进行探测,发现异常及时处理;同时在洞内施工时将大断面车站分成多个小导洞,分时、分区域进行独立开挖支护,每个导洞都严格控制开挖进尺,稳扎稳打、步步为营,确保开挖过程万无一失。

目前,贵医站1号竖井进车站挑顶施工已顺利完成,正在进行大拱盖施工;2号竖井正在进行进车站挑顶施工。我们将继续努力,严格现场安全质量控制,确保今年年底前完成车站负一层的开挖支护施工。

向技术要效益

讲述人:贾磊

中铁四局土建5标总工程师 工程师 从事地铁建设工作10余年

5标段由我们中铁四局承建。在工作中,我们一直坚持通过精细合理的施工组织来提升项目效益,其中关键的一个环节就是要有科学的技术方案。实施技术创新,对项目效益有着至关重要的作用。

在贵阳干地铁工程有个普遍存在的难题:没有水平的运输井,车辆不能直接开到地下。这样一来,运送渣土就都要用吊车来吊,不但效率低,成本还相当大。因此,我们在制定董家堰站施工组织设计时就将车站盖板下土石方垂直运输方案优化为水平运输方案。

我们新建了一个施工通道,渣土车可直接开至站内装车外运,较垂直运输功效提高3倍,工期节约3个月。可以想象,进行这样的技术提升后,我们节约了多少时间,节约了多少钱!同时,该通道还能作为主体结构施工的物流通道,大大加快了主体结构施工效率,为车站早日完工创造了有利条件。

水平运输通道 大大提高了施工效率

车站颜值高 要靠新技术

讲述人:周鹏

中铁上海局土建2标工程部部长 工程师 从事地铁建设工作10余年

2标段由我们中铁上海局承建。我们3号线,不但面临着隧道施工,车站施工也是重头戏,按照指挥部的管理要求,车站施工不但要保证安全,还要做得高效、标准。

我们在地铁车站侧墙施工中采用了可移动式组合三角支架钢模的施工工艺。

可移动式三角支架钢模由模板支撑系统、液压系统和电动行走系统三部分组成。本工艺通过液压系统可实现模板支撑的合模和脱模;再通过电动行走系统将整套模板支撑体系向下一段滑移就位,较传统的模板支撑工艺减少了人工与吊装设备的投入。

按照传统支架法工艺,工效为5天/段;而采用可移动式组合三角支架钢模施工,可将施工工效提高至2天/段。同时钢模板整体性能好,强度刚度高,能有效保证地铁车站侧墙混凝土内实外光、表面平整,不但安全,还大大提高了车站的“颜值”。

在车站施工中,其实类似于这种创新技术的运用还有很多,它们能提升施工质量,节约时间,节约人工,节省机械设备的损耗,我认为它们代表着先进生产力,也响应了国家科技创新、节能减排、保护环境的政策号召,能够取得良好的社会效益和经济效益,具有很大推广意义。

可移动式组合三角支架钢模施工工艺

盾构纪录创造者

讲述人:米振增

中铁六局土建14标项目书记 高级工程师 从事地铁盾构施工12年

14标段由我们中铁六局承建,师范学院站至东风镇站区间是贵州省首次应用盾构工法的试验段。盾构机像是一列长90米的火车,前面有刀头切削岩石,后面有渣土运送装置。

正常来说,盾构机只要按部就班向前掘进就行了,但贵阳的地质条件实在特殊,像在师东区间,600多米的中风化石灰岩地层竟然有199个大大小小的溶洞,盾构机行驶在这样不稳定的地质条件下,一旦陷下去了就不得了。现在一台盾构机的价格大约在5000万元左右,机器掉下去了,在这么狭窄的空间,抢救出来很难,那将会是很可怕的损失。

即使盾构机没有遇见大的溶洞,还可能会因为小溶洞而导致机器歪倒在一边“抬不了头”,抢救起来不但花费巨大,还会严重耽误工期。

贵阳首台盾构机“黔进号”下井安装

为了预防溶洞带来的风险,我们采用了先进的勘测手段,除了常规的钻探之外,就像对人一样,我们通过“跨孔CT”技术,对地质结构进行扫描,同时我们在刀盘刀具上安装了震动波反射感应装置,技术人员随时盯住各种参数的变化,及时探测到地下溶洞,保证万无一失。此外,我们还针对贵阳岩层坚硬的特点,将“黔进1号”盾构机做了升级改造,加大了推力和扭矩,成倍提升了工作效率,这样的方法,在全国也是独一份。

成型隧道

现在,我们创造了单日最高掘进20米、月平均掘进200米的纪录。6月18日上午10:00,师东区间左线顺利贯通,标志着贵州省首个盾构区间双线贯通,取得了阶段性成果,确保了百分百安全,我们很满意。

巨型支撑柱 垂直误差不超2公分

讲述人:李小龙

中铁一局土建4标项目总工程师 高级工程师 从事地铁建设工作3年

土建4标由我们中铁一局承建。在4标,花溪公园站是3号线很重要的一个车站,采用的是“盖挖逆作法”施工。这是什么意思呢?简单地说,就是先将车站顶板完成,恢复原有交通,再利用车站两侧的通道进行顶板以下结构施工,达到一种“顶部开放交通,下部正常施工”的效果,此种工法既解决了交通问题,又减少了扬尘、噪音等方面的影响。

花溪公园站中板第11段钢筋安装

盖挖法逆作法有一项关键技术,就是如何确保钢管柱的定位精度。在车站,一共有110根长26米的巨型钢管柱支撑着整个顶板和上部荷载,犹如地下宫殿,而这些钢柱的垂直度误差不能超过2厘米,施工难度极大。我们通过方案比选和工艺优化,最终采用“DTR液压插管机定位技术”成功解决了定位难度大、施工效率低的问题。

钢管柱定位

犹如地下宫殿的车站大厅

攻克漏水大难题

讲述人:张明均

中铁八局土建8标项目总工程师 高级工程师 从事工程建设行业13年

8标由我们中铁八局承建。备受市民关注的贵阳3号线花果园西站-花果园东站区间隧道全长1014米,采用矿山法施工,隧道主要穿越白云岩和灰岩,裂隙水丰富,日平均出水量约1200方,具备典型的喀斯特地貌特征。

花果园东站焊接加工钢筋笼

为确保“区间不漏”的目标,我们围绕“三定”原则实施地下水的封堵。一是定思路,以工程实体质量基本要求为指导,制定了大水堵为小水,小水堵为散水,散水堵为无水的止水思路;二是定方案,通过采取200米试验段的方式进行裂隙水封堵,采用不同注浆管、不同注浆材料、不同压力、不同配合比、不同注浆角度、分区段多次进行封堵止水;三是定人定岗,制定了排班表,确定了责任人和责任区。同时,为了让封堵效果更佳,试验段施工期间还邀请了其他施工单位、设计单位、建设单位和业内专家进行分析讨论,进一步完善岩溶裂隙水封堵措施。

隧道钻机正在进行仰拱注浆打孔施工

经过近两个月多工艺、多角度的试验,花果园西站-花果园东站区间200米试验段已基本达到无水状态。通过试验段的施工,我们总结出了治理岩溶裂隙水的有效技术措施,充分做到了在无水状态下施工结构混凝土的目标。

隧道作业“国家队”名不虚传

讲述人:崔红利

中铁隧道局土建7标项目经理 高级工程师 从事地铁建设工作13年

7标由我们中铁隧道局承建。地铁暗挖车站施工,根据不同的施工工法、地质情况及周边环境等,要采用不同的开挖方式。对于花果园西站,我们采用了机械开挖和爆破作业两种不同的开挖方法。

在环境敏感的地段,我们使用了适应贵阳地质情况的悬臂掘进机。它是一个庞然大物,长10余米,宽3米,高4米,自重有125吨,配套500KW的掘进功率,截割头就像一个大炮一样,采用摩擦切割的方式将石头一点一点咬下来。设备上配套有先进的喷雾降尘和通风集尘设备,将作业面及隧道中的粉尘含量最大程度降低,改善了作业环境。我们通过不断的摸索和调整,掘进机开挖最高的时候达到一天5.5米,最高单月进尺达到85米,我们通过激光指向系统和对应的检查复核措施,将隧道超挖由普遍的20厘米控制到10厘米左右,取得了一定的效果。真正做到了“挖得快,挖的顺,超挖小,轮廓圆”。

花果园西站悬臂掘进机开挖施工

在大断面地段,掘进机无法施工的地段,我们采用先进的爆破技术----数码微差起爆技术。在实施之前,我们邀请了全国顶级的专家联合我们的团队来制定方案,并按程序进行方案论证和审批。通过采用安全性更高,起爆精度更准的数码雷管和数码起爆装置,对所有炮孔进行编号排序,每个炮孔的起爆间隔精准到1毫秒,真正做到怎么想就怎么响,不但爆破的精度达到了控制要求,而且降低了同步起爆药量,减少了爆破震动,减轻了对周围环境的影响。在市民对地铁建设的支持下,在项目部全体人员的共同努力下,我们创造贵阳市区地铁施工单工作面一天6米的最高进尺和单工作面100米以上的月进尺,体现出隧道作业国家队的专业基础和实力。

尽管受到疫情的严重影响,但是目前贵阳3号线的工程进展顺利,圆满完成了预定目标。在这背后,有着太多值得讲述的故事。中国中铁的建设团队征服一个个难题的利器,毫无疑问是行业领先的技术和管理手段,当然,还有他们作为建设者、参与者、受益者的情怀。

建设者们正在全力进行中曹司站盖板施工

正如他们所说:“品质引领行业,品牌树誉贵州”不是一句空话。贵阳3号线的建设,不仅仅是国家和贵阳人民的事业,也是我们自己的事业。

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