行业要闻

青岛:地铁3号线穿越胶济铁路,地下9.9米挖隧道

2012-06-22 18:36

6月20日,施工人员喷浆加固刚刚贯通的隧道。

  20日上午,伴随着一声炮响,青岛地铁3号线连接永平路站和铁路北客站之间的永火区间隧道,顺利实现贯通,这标志着本市地铁一期工程成功下穿胶济铁路。据了解,当天贯通的区间隧道总长度约325米,其中115米需从胶济铁路线下方深约9.9米的位置穿过,是地铁一期工程唯一一段从铁路线下穿越的隧道。施工期间,施工方通过在地下架设双层拱架、地上给铁轨搭“钢桥”的措施,确保胶济铁路行车安全。

  地下9.9米挖出隧道

  6月20日上午,在李沧区四流中路46号附近,中铁十四局青岛项目部其中一处施工工区内,沿着狭窄的钢梯下到深20多米的地下后,正在紧张施工的地铁隧道里是一派繁忙景象。据该项目部副经理梁成学介绍,该项目部负责建设地铁3号线永平路车站,以及永平路车站至铁路北客站之间的永火区间隧道。

  根据青岛地铁一期(3号线)的设计要求,永火区间隧道出永平路站后,沿振华路向西北方向穿行,依次下穿四流中路、国棉六厂专用线及胶济铁路后,向西直行进入铁路北客站,是青岛地铁3号线唯一一段需要下穿胶济铁路的区间隧道。梁成学介绍,永火区间隧道总长度约790米,隧道末端距离铁路青岛北客站仅800米。为确保施工进度顺利推进,在距离青岛北客站近1000米的地方,通过竖井对永火区间隧道双向开挖。

  记者在现场看到,需要从胶济铁路线下穿过的主隧道已经顺利贯通,几名施工人员正在对隧道壁表面浇筑混凝土,完善隧道的二次衬砌。“正在施工的正上方,就是胶济铁路线。”梁成学介绍,隧道的拱顶距胶济铁路路轨约9.9米,而该段岩石有属于容易破碎坍塌的中风化花岗岩层,给施工进度带来了很大的阻力。需要下穿胶济铁路的隧道段长约115米,“从施工开始到贯通用了近9个月的时间”。

  架设115米长“防护罩”

  据介绍,胶济铁路目前每日通行列车上行68列,下行69列,光动车就有54列,平均每十多分钟就有一列车通过 ,时速达每小时90公里以上 ,要在距离铁轨下方 9.9米深的地下开挖隧道,必须确保铁路路基零沉降。“任何一丁点沉降,都有可能对胶济线的营运安全产生影响,因此施工难度极大,该段隧道也被列为地铁一期重大一级风险隧道。”梁成学说,他们组织国内资深专家对下穿胶济铁路方案进行把脉,并经济南铁路局等相关部门审批,最终确定了下穿胶济线段115米的施工方案。

  “目前已经贯通的隧道支护,实际上采用了双层拱架。”梁成学介绍,为了确保胶济铁路安全,施工过程中先在下穿隧道的上方,架设了115米长的大管棚作为支撑体系,管棚主框架采用7根直径159毫米的钢管。此外在隧道掘进的过程中,在大管棚的内侧,还增加了一层超前小导管支护,等于是给隧道进行了二次加固,以确保地下开挖不对铁路路基产生影响。

  除了在地下加强支护外,施工方还提前在路面上对胶济铁路进行加固。记者在现场看到,加固采用的是钢制的便梁。“通过便梁的相互衔接,等于是给胶济铁路的路基搭设了一座桥,将路轨吊了起来,列车通过时靠便梁来承重。”记者 马正拓

  钢便梁16吨,全靠肩扛手抬

  记者看到,随着下穿隧道的主体施工结束,铁路线上搭设的部分钢梁已经被撤下。据梁成学介绍,在地铁隧道开挖期间,为确保安全,胶济铁路线要有部分时段停运。“停运时间为每天深夜11点到次日凌晨1点,施工时间短,各项安全要求高。”梁成学说,因此给路轨架设便梁都是在夜间进行,工人们基本上都是见缝插针地紧张施工。

  据了解,目前胶济铁路属于电气化铁路,在沿线的上方架设有27.5千伏的电力接触网,距离铁路路轨只有6.45米。根据安全规程,电力接触网的安全距离不少于2米,也就是说在接触网两米的范围内不允许施工作业,因此吊车等机械均无法满足安全系数,只有利用铁路停运的时间,采用人工架设便梁。“每根便梁重达16吨,全部人工肩拉手抬。”梁成学说,期间施工人员要抽换钢枕,清理两侧道渣,铺设临时便梁。更重要的是,在挖孔打桩时,受地质条件限制现场不允许爆破,也只能靠人工抡镐一点点地凿开。坑桩每挖完一段就要将路面恢复原样,以便列车正常通行。

  梁成学介绍,为了不影响胶济铁路的正常运行,每周他们只有4天施工时间,光架设钢便梁就花费了3个月时间,等地上地下双重加护都完成后,下穿隧道才正式开挖。

  据介绍,由于下穿隧道的长度为115米,施工方在搭设钢便梁的时候,特意对钢便梁的长度延长至140米左右。据了解,由于下穿胶济线的隧道已经贯通,目前该项目部在胶济铁路上行线搭设的钢便梁已经完成拆除,预计7月10日前后,钢便梁将全部拆除完毕。“接下来项目部还将对地下隧道内部进行‘二衬’,也就是再喷射一层混凝土,这样就能恢复地上列车的正常通行速度。”梁成学说。
  非燃非爆膨胀剂取代炸药

  “胶济铁路平均每隔十几分钟就有一趟列车通过。白天时段为确保行车安全,通过此路段的列车,要求运行速度由原来的90千米/小时限速至45千米/小时。”中铁十四局青岛项目部经理王春国介绍,此时地下隧道一旦有振动,就可能会对列车产生影响。

  不过王春国透露,由于地下隧道开挖时,采取了静态爆破以及两头掘进的喷锚构筑法施工方式,仅用了20天就顺利贯通了。据梁成学介绍,静态爆破是当下在开挖施工中,为避免较大振动或飞石危害,对个别部位或建筑物所采取的一种新型爆破技术。它使用的膨胀剂属于非燃、非爆、无毒物品,是一种无机盐粉末状破碎剂,用适量水调成流动浆体,直接装入炮孔中。经水化后,产生巨大膨胀压力,并施加给孔壁,当压力在孔壁上引起压力大于岩石的抗拉强度时,岩石即被破碎解体。

  “使用膨胀剂爆破时不会损坏周围的岩层,只要布孔合理,就可使岩石的破碎定向化。”梁成学说,不过由于这种爆破技术的成本是普通炸药爆破成本的十倍多,因此该项目部只在下穿胶济线的115米隧道中使用。

  此外,为了方便铁路方面进行调度,项目部每月10日之前必须向济南铁路局提报施工月度计划,提前3天提报施工日计划。“日计划和月计划必须完全一致,一个标点符号都不能错。”梁学成说,经过严格审批后,铁路方面才会正式下发施工日计划。

  防误导列车,工人禁穿红衣

  6月20日,记者在胶济铁路线探访时看到,每当有列车通过时,一名穿着黄色制服的工作人员就站在铁路一侧挥动黄旗发出信号。“这是我们专设的接车员,挥动黄旗是提醒列车可以减速慢行通过,相当于给列车导航。”梁成学说,在列车上还有一名铁路方面的接车员,会根据地面接车员的旗号,给列车司机发出提醒。一旦遇到突发情况,接车员就会挥动红旗,提示列车紧急停车。“由于施工现场控制得比较好,目前还没有一次动用红旗。”梁成学说。

  在施工期间,这种预警机制控制得更加严格。据梁成学介绍,施工之前他们要专门开施工预备会和施工点名会,施工负责人、现场防护员、驻站联络员、慢行防护员、远端防护员等需提前半小时到达施工现场,做好一切施工准备工作。为了防止给列车发出错误信息,施工现场人员严禁佩戴红色安全帽,穿红色衣服,以免造成停车事故。

  而驻站联络员下达封锁命令后,由施工负责人给现场防护员、慢行防护员、远端防护员下达封锁命令,设置上下行停车牌,远端防护,防护设置完毕后,工人方可进入铁路封闭区内,按照施工日方案有条不紊地进行施工作业。当天施工作业完毕后,提前十分钟让工人离开铁路,施工单位、配合单位、监理单位等会联合检查,看机具路料等设备是否遗留在现场。所有器具全部清出场地后,检查铁路线路,最后撤出防护,封闭栅栏。为保证列车运营安全,该项目部采取了多项举措,专设了驻站联络员和慢行防护员二十四小时值班,利用对讲机每三分钟联系一次,确保信号通畅,慢行防护员白天用黄色信号旗,夜间用黄色信号灯在指定地点接车,提示列车司机将车速降为每小时45公里。

  监测路基,三五米一个传感器

  施工期间如何确保铁路的路基不受影响?对此,中铁十四局青岛项目部有关人士介绍,由于目前每天通过胶济铁路的列车较多,高密度的通行时间内,靠人工测量铁路路基是否沉降是不现实的,也是不安全的。为此,该项目部采用了自动监测设备来测量铁路路基的即时情况,

  记者在现场看到,长约115米的下穿隧道区间上,每隔三五米远就设置了一个传感器,类似于小型的接收天线。中铁十四局青岛项目部经理王春国介绍,这些传感器分别分布在铁路的钢轨和钢枕上,每分钟会自动将路基的平面数据采集下来。施工过程中,传感器和数据自动采集装置会自动监测,不需要人员进行测量。平时只需要一两个人进行系统维护,即可达到监测目的。

  由于自动监测系统采集的数据是连续的、不间断的,它的精确度和可信度就远远高于传统的人工监测。采用自动监测后,技术人员可以随时随地了解铁路各项监测项目的数据变化趋势,实现对工程现场的实时监控,同时还可以根据监测情况及时采取处理措施。 

  ■链接

  地铁一期全速推进

  据了解,此次成功下穿胶济铁路线的隧道区间,属于青岛地铁一期工程14标段。资料显示,青岛地铁一期工程全长24.9公里,共设22座车站,全部为地下段,总投资约130亿元,建设年限为2010年至2014年。据测算,青岛地铁一期工程建成后,预计日输送客流将达 23.5万人次。

  目前,地铁一期工程正在全速推进。近日,来自住房和城乡建设部城市轨道交通工程质量安全专家委员会的6位专家,对青岛市在建地铁工程的质量安全工作进行了全面检查,查阅了施工、监理、第三方监测等有关参建各方的安全生产资料,检查结果显示正常。

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