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兰州地铁国内首条穿越黄河地铁隧道开建万芳

发布时间:2020-02-14 11:31:28 阅读: 来源:监视器厂家

兰州地铁:国内首条穿越黄河地铁隧道开建

兰州人的地铁梦又迈进了一步。11月1日,泥水盾构机 金城5号 正式从迎门滩站右线隧道始发,至此,国内第一条穿越黄河地铁隧道工程 迎门滩至马滩区间盾构下穿黄河正式实施。据悉,国内首台泥水盾构机将以每天10米到20米的速度掘进,2015年1月至3月正式进入黄河底部进行掘进作业,如进展顺利,该工程将在10个月内完成。

每天平均8至10米

国内首条穿越黄河地铁隧道掘进

兰州市轨道交通1号线一期工程迎门滩站至马滩站区间位于兰州市安宁区银滩黄河大桥南北两侧,右线长约1906米,左线长1908米,将采用盾构法施工。为了避开银滩黄河大桥桥桩,本区间选择在银滩黄河大桥上游约50米位置进行盾构下穿黄河,其中左、右线下穿黄河段长度均为404米。整个隧道位于黄河河底下15.13米至22.45米。

此次盾构下越黄河专门采用了直径6.48米、长96米、总重达500多吨的泥水盾构机,该盾构机采用目前世界上最先进的泥水加压技术,利用压缩气体控制开挖面的压力平衡,利用配置好的泥浆形成开挖护壁,在护壁保压的前提下转动刀盘切削土体,切削下来的渣土通过一定稠度的泥浆裹挟着输送到泥水分离设备,最后通过分离设备分离出来进行外运,完成整个隧洞开挖循环。

为保证盾构机安全下穿黄河,兰州市轨道交通有限公司通过公开招标,选定曾在西气东输项目和南水北调项目先后两次成功穿越黄河,有着丰富穿越黄河、湖泊经验的中铁十六局集团公司负责施工,前期已经对穿越黄河施工方案进行了多轮技术研讨和专家论证。已完成穿越黄河的地质勘探、技术方案和设备材料准备,泥水盾构机已经在迎门滩站安装调试完毕。11月1日,泥水盾构机 金城5号 正式从迎门滩站右线隧道始发,计划于2015年1月至3月盾构正式进入黄河底部进行掘进作业,由于这个季节为黄河枯水期,河流水位较低,对盾构机穿越的影响最小。

穿越黄河地铁隧道掘进工程前期工作进行的非常顺利,盾构机从设备进来到正式拼装仅用了20余天,并完成调试,可以说速度非常快。 铁一院穿越黄河地铁隧道总体设计负责人王飞介绍,随着隧道掘进工程的顺利实施,盾构机每天将以平均8至10米的速度掘进,如进展顺利,穿越黄河隧道工程有望10个月内完成,也就是说将在明年7月工程结束。

确保银滩大桥不受影响

盾构施工将严控推进速度及方向

此次迎门滩至马滩区间盾构下穿黄河是目前国内第一条穿越黄河地铁隧道工程,如此高难度的工程建设条件在国内十分罕见,更面临着许多技术难题,比如:黄河水量丰富,河床以下地层基本以沙卵石为主,渗透系数较大,盾构掘进过程中,可能存在局部土体失稳或涌沙涌水问题;部分地段岩层较硬,可能存在较大粒径飘石,从而造成盾构刀盘受损;特殊地层仓内作业时存在土体塌陷,有毒有害气体会对作业人员造成伤害等。

为应对盾构下越黄河过程中各类技术难题,兰州市轨道交通公司与施工单位专门制定了专项应对措施。盾构施工过程中,将严格控制推进速度、推进压力和推进方向,避免对周围土体产生扰动、挤压变形,针对地层渗透系数大难题,盾构在掘进过程中,盾尾后会产生建筑空隙,将会及时进行壁后注浆,充填空隙,防止土层坍落引起沉降变形;针对地层中可能存在大于粒径500毫米的飘石,施工单位将刀盘采用面板式,并设置滚刀,可将螺旋输送机出不去的大卵石切碎以便排出;在隧道施工过程中,还将加强内部通风,防治有毒有害气体侵入,并加强监测,发现问题及时采取有效措施。

王飞介绍,因为是国内首创工程,因此在穿越黄河地铁隧道设计方面面临着种种难题。首先是没有更多的工程经验可以借鉴;其次,在地质方面,面临的是强透水的沙卵石,加之泥水盾构要长期在水中作业,比较罕见;第三,隧道靠近银滩黄河大桥,而且要下穿河堤,下穿一些建构筑物,离桥梁比较近;第四,就是盾构机针对卵石层的配置,前面的经验不多,要经过研究和摸索。首先要克服这几方面的问题。还有就是隧道结构的受力和防水,此外,还有一个竖井附属工程,另外,本身的联络通道,底层加固等都是设计上的难点。对此,前期作了黄河评价报告,同时在桥的上游确定了穿黄的线位和埋深;穿黄工程重在实施,前期与盾构机设备厂商进行联络,根据地质地层,针对性配置设备,相关参数进行了针对性优化,让设备更加适合穿越黄河的施工;从设计自身方面,考虑了安全的管线结构,设立了两道防水措施,加强了防水措施,对竖井也有针对性设计等。与相关高校进行了联系,立了很多科研项目,对隧道下穿黄河进行了科研,整个设计方案经过了专家的层层评审论证,并且针对隧道下穿黄河这种技术,进行研究总结,为后续工程做借鉴和参考。

王飞同时介绍,目前,国内地铁施工大多采用盾构法施工,盾构分土压平衡盾构与泥水平衡盾构,其中,后者的优势主要体现在适合于穿河施工、施工安全性高,控制地表沉降有利、综合进度比较快,因为是机械化作业,工人劳动强度低;作业环境优质,没有粉尘。盾构机掘进过程中,只需大约20名左右施工人员做一些辅助工程。

轨道交通一号线

2016年12月底开始试运行

兰州轨道交通1号线一期工程东起城关区东岗镇,西至西固区陈官营,东西横贯中心城区,串联了城关、七里河、安宁、西固四区,是兰州市从东向西的主干轨道交通线路,全线长约26公里,全部为地下线。全线共设20座车站,分别为陈官营站、奥体中心站、世纪大道站、迎门滩站、马滩站、土门墩站、西客站站、西站十字站、七里河站、小西湖站、文化宫站、西关十字站、省政府站、东方红广场站、盘旋路站、五里铺站、东部市场站、拱星墩站、焦家湾站及东岗站。设车辆段、停车场各1座,主变电站2座,控制中心1座。总投资约198亿元。

1号线一期工程已于2014年3月28日全线开工建设,计划2015年8月车站主体结构基本完成,2016年3月全线隧道贯通,2016年8月轨通,2016年10月电通,2016年12月底开始试运行。

目前,1号线一期工程分3个标段16个工区同步建设。自今年3月28日全线开工建设以来,参建各方克服了地下管线迁改工程复杂、交通疏解难度大等问题,经过7个多月的建设,截至10月底,全线主体围护结构施工完成34.8%,主体结构土方开挖完成9.6%。试验段世纪大道站和迎门滩站2座车站已建成;奥体中心站、马滩站、西客站站、拱星墩站、东岗站等5座车站已进入车站主体结构施工阶段;土门墩站、西站十字站、七里河站、小西湖站、文化宫站、西关十字站、东方红广场站、盘旋路站、五里铺站、东部市场站、焦家湾站等11座车站正在进行围护桩施工;陈官营站、省政府站正在做好进场施工准备。其中迎门滩至马滩站穿越黄河泥水盾构机开始始发。东岗车辆段、陈官营停车场已经开工建设。

逐个制定技术方案

破解四大工程难点

兰州市轨道公司表示,兰州市轨道交通一号线一期工程施工难度大,具体体现为:两次穿越黄河。兰州市轨道交通1号线一期工程分别在奥体中心 世纪大道、迎门滩 马滩区间两次下穿通过黄河,下穿黄河隧道分别为317米和404米,位于黄河上游兰州段主河道,属国内首次地铁隧道穿越黄河工程,主要存在以下施工难点:两穿黄河区段工程水文地质条件复杂,可能出现涌水、涌沙、隧洞内渗漏水、高水压下盾尾密封失效、隧洞上浮难题;管片拼装及管片接缝、进出洞圈密封等部位的防渗处理;地层软硬不均,对刀具磨损大;长距离掘进存在刀具磨损及换刀作业等技术难点。

对此,参加各方已经进行了有针对性的研究,制定了相应的解决方案。在设计上考虑该两区间在既有深安大桥、银滩大桥的上游侧采用双线单侧绕避措施以水利部黄河水利委员会批复的防洪评价报告为依据,科学确定隧道的埋深位置;根据工程地质条件特点,两穿黄河段施工工法采用泥水平衡盾构法;为进一步加强防水措施及防水效果,两穿黄河隧道采用相比其他一般区间加大的弹性密封橡胶垫止水,并增加遇水膨胀橡胶条,形成管片上的两道防水体系等结构措施。通过以上措施来保障两穿黄河隧道的施工及运营安全。

盾构穿越沙卵石地层。施工难点:轨道交通1号线盾构区间大部分在卵石层中掘进通过,卵石层具有渗透系数大,透水性强,围岩稳定性差,最大粒径可达30 60厘米,承载力特征值达到650kPa,且分布无规律,局部地段有胶结。

针对兰州沙卵石地层特征,所采用的技术方案为:结合国内盾构法在相似地层成功施工的案例,从盾构选型、土体改良、刀盘和刀具配置以及盾构推进参数的选定等方面均经过认真分析研究,最终确定各项控制参数的最优组合。

湿陷性黄土地层。施工难点:在东部市场~东岗区段,地面以下9 13米为自重湿陷性黄土场地,湿陷等级为Ⅲ级(严重),局部Ⅳ级(很严重),对工程修建影响较大;车站结构底板位于以上土层时,需对该土层进行加固处理。为此,确定对Ⅰ、Ⅱ级非自重湿陷性黄土地段,加强路面及周边场地隔排水等措施。

地下水防腐处理。施工难点:根据地质勘察报告,在东部市场 东岗区段,局部地下水对混凝土结构具中等 强腐蚀性,在干湿交替环境下对钢筋混凝土结构中的钢筋具中等腐蚀性;地下结构应采用采用混凝土构件迎土面用沥青类或高分子树脂类涂膜防护等工艺,有效增强结构自身抗腐蚀能力。

2015年7月

轨道交通二号线开建

根据《兰州市城市轨道交通线网规划》(2010年),兰州市轨道交通网由6条线路组成,分为中心城区线网和市域线网两个层次,总长约207公里。中心城区线网由1、2、3号线组成,总长约90公里;市域线网由中川线、榆中线、青什线3条线组成,总长约117公里。其中1号线东起东岗镇,西至西固石岗,长约34公里,是兰州市从西向东的一条轨道交通主干线路。2号线东起城关区雁北路,西至安宁区元台子,长约32公里,是兰州市从西向东的又一条轨道交通主干线路。 3号线东起榆中县和平镇,西至城关区五泉下广场,长约24公里,是沟通城关区黄河两岸的一条轨道交通线路;3条市域线主要是解决中心城区与城市外围组团之间的联系,中川线连接兰州市区和中川机场;榆中线连接兰州市区和榆中县夏官营;青什线连接兰州市区和皋兰县什川镇。目前,在加快1号线一期工程建设的同时,根据第四版城市总体规划和兰州新区、兰州东部科技新城的发展需求,目前正在开展兰州市轨道交通线网规划的修编工作。

根据国务院批准的《兰州市城市轨道交通近期建设规划(2011 2020年)》,近期(2011-2020年)主要建设1号线一期工程和2号线一期工程,总长约36公里。其中1号线一期工程,东起城关区东岗镇,西至西固区陈官营,长约26公里,已于2014年3月28日开工建设,计划2016年开始试运行;2号线一期工程东起城关区雁北路,西至东方红广场,计划2015年7月至2020年10月建设,长约9.4公里。

查阅:已获批28个城市的轨道交通线路规划详解图(更新中)查阅:2012年全国各省市城市轨道交通项目概览(更新中)查阅:城市轨道交通中标企业

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