新闻摘要:
2006年11月11日,地铁十号线唯一曲线隧道盾构工程双线贯通。相向掘进的北京住总集团“天盾一号”和“天盾二号”盾构机胜利会师燕莎友谊商城前的亮马河车站,工程的顺利完成加快了十号线全线贯通的步伐。北京地铁规划图点击此处查看全部新闻图片地铁10号线由西北至东南呈倒“L”形,西起海淀区万柳,径直向东,在芍药居和...
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2006年11月11日,地铁十号线唯一曲线隧道盾构工程双线贯通;相向掘进的北京住总集团“天盾一号”和“天盾二号”盾构机胜利会师燕莎友谊商城前的亮马河车站,工程的顺利完成加快了十号线全线贯通的步伐。

北京地铁规划图
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地铁10号线由西北至东南呈倒“L”形,西起海淀区万柳,径直向东,在芍药居和亮马河之间转了90度的大弯,然后向南直到劲松站。再向西南方向延伸,经过松榆南路、分钟寺、铁匠营路、成寿寺路,最终与5号线交会于宋家庄站并进行换乘,再向西再延伸一站地,到达蓝靛厂路。整条线路全长32.9公里。共设车站28座。一期总投资153.5亿元、建设工期为2003年12月至2007年12月。
由“天盾一号”盾构机完成的十号线11标段麦子店西路—三元桥站—亮马河站盾构隧道区间右线长2135米(左线已于06年6月8日顺利贯通),是目前北京市在建地铁工程盾构隧道掘进距离最长的区间,“天盾一号”盾构机先后穿越了301所楼群、京顺路、机场高速路、三元桥和东三环主辅路、南北小街8号楼群等风险源,于06年11月11日到达亮马河车站北工区。由“天盾二号”盾构机完成的十号线11标段农展馆—亮马河站区间右线长700米,“天盾二号”由农展馆开始掘进,先后穿越位于长城饭店附近的威力天桥(与桥桩距离66毫米)、亮马河,历时两个半月同期到达亮马河车站南工区,住总集团的两台盾构机在燕莎商城前胜利会师。两台盾构机进洞偏差仅为10毫米,隧道地面平均沉降控制在10毫米以内(规范允许30毫米),这在盾构施工中也是高水平的。记者来到地铁施工现场,采访了北京住总市政公司副总经理兼住总集团地铁十号线11标段项目经理蔡永立。
盾构施工区间长、半径小、危险源多
地铁十号线是贯通北京城东南至西北的大动脉,住总中标承建的11标段,包括麦子店西路—三元桥站—亮马河站盾构区间、农展馆—亮马河站盾构区间及亮马河车站。施工难点在于区间长、半径小、风险点多:(1)全长2135米,是在北京目前地铁盾构隧道最长的区间;(2)设计线路要经过三次小半径转弯(其中两次转弯半径为350米,一次为400米),呈M型,其中350米的转弯半径是盾构机的转弯极限;(3)要穿越河流、楼群、道路、桥梁管线等多个5A级风险点。
要干瓷器活,得有金刚钻
俗话说,要干瓷器活,得有金刚钻。地铁施工更是如此。住总为了做好地铁施工工程也是“下了本”的。住总花巨资从海瑞克购买了首台盾构机,命名“天盾一号”。盾构机就像一列小火车,由机头和四节台车组成,全长68米,重达400吨,盾构机集挖掘、操作、动力、配电、运输于一体,边掘进边安装管片,所过之处,已成型为铜墙铁壁的隧道。有了盾构机的装备,为完成整个项目施工打下良好的基础。
有了金刚钻,还得能用好金刚钻
要干好瓷器活,光有金刚钻是远远不够的,还得能准确、熟练地使用才行。由于住总首次采用盾构施工,对于盾构施工人才的紧缺是一个不小的难题。于是住总提前抽调技术骨干到南京地铁学习。通过努力,技术人员基本掌握了盾构施工的重点难点技术问题。如何控制盾构机准确地转弯,保证盾构隧道设计线路精确推进,是一个不小的难题。经过项目部分析研究最后确立了“混合地层小半径连续正反向曲线(S型)段土压平衡盾构综合施工技术研究”方案。
盾构机如何精准的转三个弯?项目部通过建立力学模型,辅以计算,收集实际偏差数据,果断提出盾构机预先偏移20毫米的论断,即盾构机左转时盾构机在设计隧道轴线的基础上向右预先偏移20毫米,反之盾构机右转时盾构机在设计隧道轴线的基础上向左预先偏移20毫米。这个理论数据在实践中得到了成功的验证,左线三次转弯已成功实现,曲线完全符合设计要求。
风险点多
11标段是目前北京市在建地铁工程盾构隧道掘进距离最长的区间,盾构机先后穿越了301所楼群、京顺路、机场高速路、三元桥和东三环主辅路、南北小街8号楼群等风险源,尤其在穿越南小街8号楼时,不但距离楼房很近,而且距离已经建成的左线隧道只有1.7米,同距离行进300米,这在国内外地铁工程建设中是极为少见的。旁穿南小街8号可以说是险中之险,它不仅关系着工程的成败,更关系到几百户居民生命和财产安全。
南北小街群楼是上世纪八十年代建成的壁板楼,专业机构实测表明,按原设计路线施工将对楼房影响较大,关系到数百住户的安危。业主、设计、监理及轨道公司等各方领导非常重视,多次召开专家论证会,提出加固和调线两个重大方案。关于调线专家组制定出三个应对方案,权衡比较最终选用方案三,即右线向左线平移,加大距北、南小街8号楼距离,但左右线间距最小为1.7米,净距3米的长度达150米。这个方案对施工要求更为严格——旁穿南小街8号楼时隧道正上方沉降不得超过15毫米(国标是30毫米),楼旁沉降不得超过10毫米。同时两条隧道相距如此之近,国内没有先例。
住总集团公司在现场建立指挥部,并成立专家组。严格按方案施工,盾构机顺利穿越北小街8号、2号、6号楼,北小街8号楼最大沉降5毫米,建筑物最大倾斜为10毫米,满足设计要求,同时左线支撑加固安装完毕。接下来平行旁穿南小街8号楼,左右两线越来越近,风险依然突出。施工的每一步都按照设计和专家制定的方案严格执行。左线隧道已安装了十字支撑;保证施工环境,增加照明,确保隧道畅通;防触电、防高空坠落;放慢推进速度,每天不超过8环;把注浆量、出土量和推进速度作为重要的控制沉降手段;楼房监测精细测量。8月27日,11标段旁穿南北小街8号楼工程顺利完工,隧道上方地表沉降严格控制在专家和设计要求范围内。
车站工程
隧道施工难题多,地铁车站的施工也不例外,尤其是地铁站都是设在交通最拥堵、人流量最大的地方,这自然就增加了施工难度。集明挖、盖挖、暗挖施工为一体的亮马河站位于亮马河以北,东三环北路和亮马桥路交岔路口的东侧,沿东三环北路东侧南北向布置,车站总长208.9m。车站主体暗挖段下穿亮马桥路,西北出入口的通道下穿东三环北路的燕莎桥。站东侧有燕莎友谊商城。该处为北京市的商业区及使馆区,处于该位置施工对安全、环保及施工协调等要求非常高。由于地处闹市区的大街,为了减少影响交通,尽量少占场地,而且还要为区间盾构施工预留场地,可利用施工场地十分狭小,施工交叉干扰大,内部和外部的施工干扰大。
亮马河车站暗挖段为单层三连拱暗挖隧道,车站采用暗挖大跨“柱洞法”施工,施工步序多,力学转换复杂,维护结构的稳定性十分重要。亮马河车站南段1/3盖挖法中16根φ1600深59米的中柱桩施工为迄今为止北京地区工艺最复杂之中柱桩,是北京地铁车站最深的中柱桩。
土方开挖及支护
亮马河车站南端东侧紧临燕莎友谊商城,南侧临亮马河,西侧为东三环路,北侧为通向酒仙桥路;车站北端紧邻拟建的一栋高层商业楼(汇佳大厦),及待建的第三使馆区。车站总土方挖运量约为30000m3。
车站南端主体结构施工采用半盖挖顺做法,标准段盖板边缘距离东西两侧围护桩仅有4~5m,盖板下16根中桩柱间距约为8m×6m,大型挖掘机无法自由回转进行土方开挖。只能采取加长臂式挖掘机进行上部土方开挖;中部土方采用小型挖掘机为加长臂式挖掘机倒运式挖土,加长臂式挖掘机将倒挖土方挖运至基坑东西两侧,装载机配合装车运土;下部土方由小型挖掘机开挖,利用龙门吊出土或由小型挖掘机为加长臂式挖掘机阶梯式倒运挖土。
东西跨盖板以上土方采用1m3反铲挖掘机配合桩间喷护分步开挖。盖板以下部分,受挖掘机作业回转半径限制,只能采取加长臂措施,挖掘机始终停留在地坪下2~3米位置,从北向南采用11~13m加长臂进行开挖,中跨盖板下土方、以及加长臂作业范围以下(约9.5m)土方采用0.2m3小型挖掘机开挖,在基坑内倒运土方,配合加长臂出土。随挖随进行桩间喷护、锚杆施工、钢支撑支护。
另外采用的设备还包括高压水泵、泥浆泵、浆液搅拌机、千斤顶、电焊机、液压油泵、空压机、风镐、切割机等。
混凝土的质量控制
为保证亮马河站的混凝土质量,项目部对于初支喷射混凝土、二衬远距离输送混凝土和混凝土接缝处理等各个环节都严格把关。从拌制混凝土原材料的质量、混凝土配合比、混凝土拌合运输、模板、灌注工艺、施工环境、养护等方面严格控制,以保证混凝土的各项指标及成品质量满足设计要求。例如,喷射混凝土时,采用潮喷工艺,专人控制外加剂,尤其是速凝剂的掺量,由专门喷射手施喷以利于控制喷射质量和减少回弹。在结构混凝土灌注前,首先由项目总工程师组织作业人员就混凝土灌注工艺,施工技术性能特点和施工注意事项等进行技术交底。现场生产指挥人负责组织灌注施工机具、预拌混凝土的运输、及劳动力配置、项目的质检、技术部门及防水作业组专职负责相应部位灌注质量检验和监督。
沉降控制
在车站主体暗挖段施工中,暗挖段为三跨结构,开挖断面大,开挖分部较多,存在大量的拆除工程和结构体系转换,而且结构穿越的地层自稳能力差,地层透水性较好,易发生流砂,甚至塌方,上方有重要的市政管线,特别是4300×2800的热力管距结构拱顶很近(1m左右),再加上地表为酒仙桥路,交通繁忙,地表沉降控制要求严格,如何控制粉质粘土层暗挖段施工的地层沉降是该车站施工最大的难点。
为有效控制车站暗挖段的地面沉降,根据国家规范、工程的实际情况及施工能力等确定车站暗挖段的沉降控制值为40mm。其中预警值为20mm、报警值为30mm。并根据预警值、报警值、控制值做了三个施工方案,采取8项措施力保沉降控制并与中科院力测所合作,采用24小时监测系统,计算机采集数据的方式将数据自动发送到项管处主管领导和项目主要人员的手机上,及时准确掌握沉降情况,指导盾构施工。最后,经过努力,沉降量控制得非常理想。
链接:北京轨道交通建设情况展望
地铁作为现代方便快捷的交通方式,随着城市交通压力越来越大以及国家对基础设施建设投入的加大。轨道交通建设迎来了春天。北京目前投入运营的轨道线路有地铁1号线,2号线,13号线和八通线,总长113.4公里。正在建设的有地铁5号线和地铁4号、10号线以及奥运支线总长86.22公里,计划于2007年初到2008年初开通试运营,届时北京市地铁总里程数将增长到200公里到300公里。
根据《北京市中心城中心地区地下空间开发利用规划(2004年~2020年)》,未来的地铁规划中,有15条是市区线路,总长425.7公里。在现有的地铁2号线基础上,还将形成第二个地铁环线,这个环线将服务于中关村科技园区、中央商务区、奥林匹克公园等今后北京的多个中心城区。到2020年北京地铁规划线网将由19条线路组成,总长度达到561.5公里,有望成为世界上地铁线路总长最长的城市。
根据规划,地铁6号线、地铁7号线、地铁11号线和地铁15号线有望先行在“十一五”期间开建。6号线起点在阜石路上,线路沿阜石路方向一直向东,经阜成门、朝阳门到朝阳北路,一直到通州的宋庄。而地铁7号线起点在西二环和西三环之间,线路沿两广路方向向东,出东二环不远向南到垡头等地。
11号线主要在西边、南边的三环和四环之间,它最终和10号线形成本市第二个地铁环线。15号线起点位于东直门,从东直门向北到三环后向东北方向延伸,并在望京地区分叉,西向一支最终到达13号线立水桥站,东向一直穿望京在五环附近到京顺路,然后沿京顺路穿后沙峪,一直到达首都机场东北角。
北起劲松南至石榴庄的地铁十号线二期工程立项准备正加快推进,有望明年动工,2010年建成通车,届时将与十号线一期共同构成北京西北至东南的一条地铁半环线,有效缓解三环路的交通压力。
到2050年,北京地铁总里程将突破1000公里,北京城市中心区轨道交通线网密度将大大提高,市民在市区内步行5分钟就能搭乘地铁。市区内的速度预计达到每小时35公里到40公里,市郊将达到每小时60公里到70公里。城市中心区的目的地可在20分钟内到达,较远卫星城在70分钟内到达。
