近日,隨著“盾頂壹號”頂管機破土而出,宣告了地鐵三號線東延段海傍站主體結構施工頂管段右線順利貫通,標志著海傍站采用頂管法施工的西端主體結構段完工,同時線路實現全線洞通,為后續機電安裝施工奠定了堅實的基礎。海傍站也是廣州地鐵首次采用頂管法進行主體結構施工的車站,此次車站頂管順利貫通及成功應用,為今后車站主體施工工法提供了更多創新的思路,也為今后大斷面機械法施工提供了有力的技術支持和借鑒。
首用頂管法建車站
頂管法是地鐵施工中常用的工法,一般用于地鐵出入口通道的施工。在地鐵三號線東延段的建設中,受復雜的地下管線影響,海傍站西端車站主體結構無法通過明挖法的方式實施。為此,廣州地鐵和施工單位廣州建筑、監理單位廣州地鐵監理的地鐵建設者們經過多方研究,決定將車站施工由明挖方案更改為頂管方案,即利用頂管機下穿地下管線,從而完成車站的施工任務。
頂管通道左線設計長度為48.5米,右線設計長度為52.5米,由于該頂管通道為站臺隧道,且受頂管兩端結構限界的制約,左右線頂管間距只能設置為1.5米,設計為平面直線型,豎向為2‰的縱坡,覆土厚度約9.7米。頂管機需穿越粉質粘土層,周邊地質穩定水位埋深0.5至4米,淤泥及淤泥質土層較厚,地質條件和地面環境比較復雜,施工面臨著較高的挑戰。為此,本次施工選用了“中心大刀盤+兩邊矩形刀盤式”矩形泥水平衡式頂管機“盾頂壹號”,頂管機截面為11.1米乘8.1米,重523噸。頂管機根據地層情況優化了刀盤刀具布置,縮小超挖間隙,改造泥水分離器。經優化后,頂管機可適應復合地層掘進,開挖面積高達95%,減少了對土體的擾動,能更好地控制頂進時的地面沉降。
在探索中提升施工效能
“盾頂壹號”自2023年1月28日開始負責左線建設以來,參建各方緊密配合高效地開展各項工作。為保證頂管施工穩步推進,各級上下通力配合、精心組織,不斷優化頂管施工方案,多次邀請國內頂管行業專家對重大危險源和風險點進行現場論證評審,對頂管機調試、頂管始發條件驗收等關鍵程序進行周密分析和充分論證,為頂管機順利始發掘進提供可靠技術保障和支持。在總結左線頂管施工的基礎上,地鐵建設者們進一步優化施工組織方案,為順利完成施工任務奠定了堅實基礎。
受施工場地制約,頂管端頭加固范圍受限。為確保施工安全,地鐵建設者們采用大直徑 SMW 工法樁進行加固,攪拌樁直徑1米、深21米。但常規攪拌機械直徑和深度均達不到要求,為此,參建各方組織了行業資深專家進行科研攻關,對加固設備進行改造,增加了氣壓旋噴功能,提升了加固的效果。為確保管節施工質量,地鐵建設者們采用后張法預應力筋技術,優化頂管掘進施工參數,嚴格控制糾偏姿態,并利用旋噴樁攪拌方式卸除土體壓力,控制管節沉降。
施工中,為有效控制頂管下穿高壓油氣管線、頂管隧道小間距頂進施工等施工風險,建設者們通過對區間進行組段劃分,優化各組段刀具選型,細化各組段掘進參數設置,嚴格控制掘進期間的土倉壓力波動及其他重要參數,并結合監控系統預警功能,及時反饋實時掘進情況指導現場施工,有效地確保了頂管安全通過。同時,還通過深層土體監測技術實時監測土體變形情況,通過調整泥水倉壓力、增加管節背后注漿等協力措施,有效控制沉降。“在頂管施工階段,建設者們采用地上地下工作聯動機制。由于大截面的矩形頂管施工中軸線偏差及管節扭轉控制難度大,建設者們組建攻堅小組現場辦公,并通過激光儀對頂管機掘進姿態進行實時監測,及時調整頂管機姿態,將頂進精準度控制在毫米級,并使用全站儀進行人工復測,保證測量數據準確無誤”,施工單位廣州建筑廣州地鐵三號線東延段總承包部項目經理黃恒儒說道。此外,施工現場還實施嚴格的值班制度,安排專人對地面及井下進行24小時現場蹲守和巡查,同時與區應急局、轄區街道、管道權屬單位及在運營的地鐵四號線運營管理部門等單位建立常規聯絡渠道,確保出現問題時立即啟動應急機制,并聯系各單位配合應急處理。最終成功攻克了頂管下穿高壓油氣管線、頂管隧道小間距頂進施工風險,確保頂管通道安全順利貫通。
仍有重難點需攻克
目前三號線東延段(番禺廣場-海傍)土建工程累計完成91%。4座車站中,3座已封頂,其余1座(海傍站)進行土建施工;4個區間及出入場線已全部貫通。廣州新城停車場進行土建施工。4座車站正在進行機電施工,累計完成49%;短軌敷設累計完成96%。
廣州地鐵建設公司第一建管部副總監湯文濤表示,目前海傍站仍有施工重難點有待攻克,頂管段順利貫通后,頂管段土建結構及機電安裝等工程還需繼續加緊組織施工,同時還需會同頂管段上方的三條高壓油氣類管線權屬單位繼續推進管線遷改工作。
(注:以上車站名稱僅為工程暫定名稱,標準站名應以市政府批準公布為準。)