地铁之上,一个大写的π
铁路一线 2017-09-15 18:52:28 0浏览 作者:■本报 孔祥文 张洪柱 于占忠
提起π,很多人可能会随口背出一大段数字:3.1415926……而在长春地铁建设中,中铁二十二局集团一公司长春地铁项目部经理韩震等却算出了不一样的π,创造性地设计出了盾构机侧向π型始发施工方案。
2011年,中铁二十二局集团一公司经过激烈竞争,参与了长春地铁1号线、2号线3个标段建设,盾构施工总长度近8000延米。其中2号线线路长度1257米,900米采用盾构法施工,另357米采用暗挖法施工。该隧道地质复杂,泥岩中夹杂砂岩,砂岩强度高达80兆帕,技术含量高,施工难度大,特别是盾构机始发方案成为制约工程进展的瓶颈。
在施工现场,项目部总工程师李建军说,地铁盾构施工大多是从车站始发。可他们担负的2号线南关站至烟厂站区间,受条件所限两端车站均为暗挖车站,且道路不具备交通导改的条件,因此,盾构施工只能采取侧向始发的形式。
2013年5月,长春地铁2号线上场伊始,韩震就带领技术人员成立技术攻关小组,论证研究盾构侧向始发方案。项目部测量队长高江涛大胆提出:“能否将与地铁垂直的横通道改为45度斜角?”该方案的好处是,盾构机在竖井内组装完成后,通过横通道平移至掌子面进行掘进。两台盾构机均由此能进入隧道整体始发,不再像原来那样分体始发,能够节约成本数百万元。这个方案极大地鼓舞了大家,技术小组创新的步子更大了。
打开思路天地宽。在电脑上绘出横通道与线路斜交的CAD图后,大家聚集在一起,七嘴八舌讨论着。这时,一名技术人员操作鼠标来回拖动CAD图,无意之中将CAD图反转过来,盾构机侧向π型即双竖井双横通道始发方案竟然这样诞生了。
科学的设计方案离不开大量数据的支撑,这项创新凝聚了全体技术人员的心血。为了准确地计算各种技术参数,技术小组不仅进行计算机模拟,还按照1∶50的比例建立沙盘模型,反复试验,准确计算横通道与正线斜交角度、盾构机转体参数、曲线转弯半径等大量数据,并一遍遍优化施工方案。
韩震介绍,这个侧向π型始发方案核心就是建立两个横通道,分别与线路呈45度斜交,角度相反。竖井亦增加一倍。指着一张展开的示意图,韩震说,他们把左边从竖井通向线路的横通道命名为1号,右边的则为2号。人们可以看到,两个横通道均穿越地铁隧道左右线,其中,2号横通道穿越隧道暗挖段,并通过暗挖线路与1号横通道成为一个环形通道。就这样,一个大写的“π”映入眼帘!
在施工中,右侧线路的盾构机首先始发,其刀盘、中盾、尾盾及螺旋机等组装好后,通过1号横通道平移至右线隧道洞口。“横通道长75米,盾体长80米,这段时间,盾构机就占用1号横通道。”韩震说,后配套台车则从2号横通道及中间的暗挖隧道,绕到盾构机后面,与之进行连接调试,随后通过这里进行出土、进料等。
李建军介绍,这种创新性的做法,确保了盾构机进洞组装后迅速就位,为全面掘进施工创造了条件。而当右线盾构机掘进100米后,左线盾构机就粉墨登场,通过1号横通道组装并转体平移就位。其间,右线盾构机施工全部通过2号横通道进行,丝毫不受影响。随后,它们各行其道,向前掘进,效率至少提高一倍。依靠这项重大创新,项目部至少节约工期半年。
长春市地铁有限责任公司副总经理江涛对此项技术研究成果给予了充分的肯定。他说,中铁二十二局集团创新的盾构机侧向π型始发技术在长春地铁建设中被成功运用,不仅大大缩短了施工工期,保证了施工安全,优质高效地完成了建设任务,而且取得了较好的经济效益和社会效益,具有广阔的推广运用前景。
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