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2019-04-09 17:09:08北京晚报
1.83公里机场西延线正在零距离下穿2号线
发布时间:2019-04-09 17:09:08 文章来源:北京晚报 网络编辑:刘洁

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  首都机场西延线有5个特级风险源、75个一级风险源,施工难度极大。

  首都机场西延线进入暗挖施工阶段。

  电脑实时监控施工场面。

  首都机场西延线建设启用了不少新技术。

  “大黄蜂”暗挖台车驶入施工现场。

  建造一条地铁需要几年的时间?如果你拿这个问题去问任何一位地铁建设者,得到的数字通常都不会低于5年。而在首都机场西延线,尽管全长只有1.83公里,答案依然是“5”。

  “五年磨一?!?,作为全市首个全部采用不降水施工的地铁线路,首都机场西延线在施工中首次没有了降水井,项目团队在“水”里完成着超高难度的施工作业。

  短线慢速度

  三年多才到暗挖施工阶段

  繁华的东二环,车来车往的雍和宫大街上,两座全封闭的厂棚高高立在地铁5号线北新桥站旁。厂棚内便是首都机场线西延线工程。一台最新型的暗挖台车,刚刚到达施工现场,正等着下洞“开工”。

  相比于正在施工中的地铁3号线、17号线、19号线等,首都机场西延线可以说是“最简单”的一条地铁线路。

  从线路图上看,首都机场西延线起点位于既有机场线东直门站,沿东直门内大街向西,终点至北新桥,并在此与地铁5号线的北新桥站实现换乘。线路全长仅有1.83公里,只包含了一站一区间,即北新桥站和东直门站——北新桥站区间。

  然而,就是这短短的1.83公里,从2016年进场至今,整整三年多的时间,才“掘进”到暗挖施工阶段。

  特级风险源

  密贴下穿2号线与5号线

  “首都机场西延线工程的长度不长,难度却一点儿也不小,特级风险源有5个,一级风险源有75个?!闭驹诳诤玫牡叵?0米的小导洞中,施工方北京建工集团首都机场西延工程项目工程师辛亮告诉记者。

  地铁施工中,风险源是衡量施工难度的一个重要指标,风险源数量越多,意味着施工中可能遇到的难度越高、风险越大,其中又以特级风险源的难度系数最大。下穿既有的地铁2号线与5号线,便是辛亮口中的特级风险源?!澳孟麓┑靥?号线来说,工程施工中是密贴着下穿,线路的初支结构和2号线底板的距离几乎为零?!毙亮林缸偶钦叩耐范ニ?,导洞的上方就是正在运行中的地铁2号线,而更为特殊的是,地铁2号线的上方还有车来车往的东直门桥?!熬俑鲂蜗蟮愕睦?,就像多层积木一样,位于积木第三层的机场西延线,既要密贴着下穿位于第二层的地铁2号线,同时又要考虑不能对位于首层的东直门桥造成任何影响?!奔钦吡私獾?,从昨晚开始,该线进入2号线车站下方正式启动下穿工程。 44台千斤顶扛住沉降压力

  辛亮揭示,两层负荷之下,对下穿施工可能引起的沉降更是要控制在0.1毫米级别。为此,项目团队不仅在2号线中布置了自动化监测设备,24小时不间断地对沉降数据实施自动化监测,还特别设计了千斤顶提升方案,36台荷载200吨的千斤顶和8台荷载1000吨的千斤顶,共同“守卫”地铁2号线。

  除此之外,由于首都机场西延线工程位于中心城地段,可利用场地狭小,地下市政管线却极密集,都加大了施工难度?!耙韵麓┑捏掷此?,由于是商业街,雨污水管线、燃气管线、上水管线等的排布比一般街道更密且多是上世纪六七十年代的老管线,对于扰动控制的要求更严?!?/p>

  遇见新难题

  三分之一线路是“三明治地层”

  随着竖井和横通道施工的完成,辛亮和同事们又发现了一道新的难题。

  “早在进场前,我们根据前期的详勘报告就已经知道,因为有古河道遗址,这儿的地层起伏较大、地下水位较为丰富??伤孀攀┕さ耐平?,我们发现,这里的地层实际更为破碎且地下水位也上升了2至3米?!毙亮两馐偷?,2至3米的升高高度,代表着每平方米面积上要增加2至3吨的压力,施工中的压力控制难度则相应提高了30%。

  为此,2018年年中,项目团队又申请对首都机场西延线全线线路进行了一次补勘。这种全线路的补勘,在地铁施工中并不常见。

  补勘后发现,线路中有三分之一部分的地层,都属于夹层地层?!熬拖袷谴蠹页3缘娜髦我谎?,东直门到北新桥的这段地层中,并不是卵石层、粘涂层这样的均匀分层,常常是一层粘涂层中夹杂着饱含水分的粉细砂?!毙亮两樯?,夹层地层的存在,又给原本就很不易的注浆增加了新的难度,常见的浆液材料在粉细砂中无法达到很好的效果,而必须改用超细水泥这种新材料。

  “所以,您瞧,1.83公里的线路,我们按照每10米的标准分为一个、一个的断面,每一个断面又由于地层的多样性,在给工人的技术交底中又包含了三到四种不同的注浆数值?!?/p>

  技术急先锋

  研发注浆台车兼具加固和止水

  施工难度大,可科技创新的要求却一点儿没放松。作为本市地铁中的唯一一条科技创安示范线,首都机场西延线工程是全市首个全部采用不降水施工的线路。

  怎么理解“不降水施工”?辛亮向记者解释道,传统的地铁施工多是采取降水施工的方法,先通过打降水井的措施,让地层水位下降到底板结构之下后,再进行开挖作业?;诒;さ叵滤试吹哪康?,首都机场西延线工程不再进行降水作业,1.83公里内不见一个降水井,“就像在豆腐里打洞,这就意味着,我们就是在水里施工,必须随时考虑地下水的问题?!?/p>

  如何在水中做好开挖?早早的,施工团队就开始进行注浆台车的研发。这是因为,传统的注浆台车,只具备地层加固的功能,无法同时兼顾止水功能,“所以,我们必须研发出一种兼具加固和止水功能的注浆台车,这样,注浆完毕的同时,也在隧道断面以外3米范围内竖起一圈防水墙?!毙亮了?。

  最终,在首都机场西延线工程中,辛亮和他的同事们研发出了一种多功能注浆台车,可以通过BIM三维建模技术,在注浆之前先对台车的钻孔角度、注浆量、注浆压力以及浆液扩散半径等进行计算分析,确保钻孔对开挖断面的全覆盖。

  “俗话说,水滴石穿。即便是一个很小的孔洞,水也能渗透进来。所以,在注浆中,我们要随时监测浆液的扩散,让孔位和孔位之间能密实地搭接在一起,没有任何一个盲区?!毙亮粮钦咛峁┝肆礁龆员仁荩捍车淖⒔绞?,因为只是“搭骨架”,两天就能推进12米;在首都机场西延线工程中,“骨架”之外还得批件“雨衣”,6天的时间才能推进10米,工期是传统注浆方式的三倍多。

  “不降水施工的模式,谁都没有做过,只能一点儿一点儿地试,特别是在前期,更得试一段、验证一段?!?/p>

  利器新上线

  “大黄蜂”暗挖台车首次启用

  2019年4月5日,一辆长得似“大黄蜂”一般的暗挖台车,通过长途运输后达到了首都机场西延线工程的施工现场。4月3日,这台暗挖台车刚从工厂出厂。

  “这可以算作是3.5代的暗挖台车,将土方开挖、超前支护等7种功能合在一台机器上,‘七合一’的最新型台车还是首次应用在地铁施工之中?!毙亮了?,有了这台“七合一”的“大黄蜂”后,原本需要依赖人工作业的环节,现在全部可以改为机械施工,不仅效率提高了,粉尘减少了,也大大节约了人工资源?!霸纫桓霭低诎嘧樾枰浔?至8名工人,有了这台暗挖台车后,只需要留有一个设备操作员和两名配合工人即可?!?/p>

  辛亮透露,项目部准备将这台暗挖台车运用到从东直门到北新桥区间的一侧试验段中,“先行先试,在保障安全的基础上,让地铁施工也配备上更多高科技?!?/p>

  新建地铁站

  北新桥站年底完成80%土建

  据记者了解,北新桥站是机场线西延工程中的唯一一座新建车站,位于雍和宫大街和东直门内大街十字路口的西侧。车站主体为双层暗挖的双跨侧式车站,同时在北侧设置一座长77.4米、宽28.8米的外挂厅,外挂厅主体则为地下三层结构,设两个出入口。2018年,车站正式进入主体施工阶段,预计今年年底能完成土建工程的80%左右。

  “北新桥站将设两条换乘通道,将来可方便与地铁5号线实现换乘?!毙亮两樯?,一条是新建换乘通道,一条是从外挂厅连接至5号线北新桥站的A出口,换乘距离均不超过100米,“也就是过条马路的距离?!?/p>

  数读西延线

  贯通后机场线将达30公里

  作为连接市区与首都机场的客运专线,开通于2008年的轨道交通机场线,至今已运营有11年。11年间,随着市民们出境次数的增多,机场线的日均客运量早于2017年就已超过3万人,满载率已达到列车总定员的114%,旅客乘坐的舒适性也大不如前。为此,根据北京市发改委的批复,决定建立首都机场西延线。

  根据此前环评公示披露,机场线西延工程建成后将与现有机场线贯通运营,从北新桥行驶到东直门大约需要三四分钟。届时机场线全长将达到30公里,全天运营17个小时,客流预计将突破2000万人次。

  本报记者 赵莹莹文 阎彤摄

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