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挑战敏感建筑群施工“毫米级”沉降

发布时间:2020-10-09阅读次数:

“跑图啦!2号线开始跑图啦!”

9月初的清晨,在深圳大街小巷的报刊亭里,在公交司机的收音机里,在各个资讯平台的头条推送里,都传来一条讯息——深圳地铁2号线三期开启了“跑图”模式。

深圳地铁2号线三期标段正线长3.796公里,全线地下敷设,即日起进入空载试运行的最后阶段,即按照开通时刻表开始为期20天以上的不载客试跑。这意味着这条延长线离正式开通运营又进了一步。根据国家标准“跑图”是结合既有2号线时刻表而模拟真实运营场景,包括行车组织、列车停靠站和站台接发车等相关作业。

“这下沿街的街坊邻居们应该可以松一口气了。”项目副书记王传庆一直负责沿线的征拆协调工作,对于他而言工作最大的难度,就是如何让街坊们相信,地铁施工不会对他们的房屋建筑造成太大的影响。

与其他地铁施工不同,项目动工之初便受到来自周围居民的阻力,“在莲塘站,我们车站主体结构距离周边房屋最小净距仅0.9米。”时任项目技术负责人刘毅指着墙上的施工图说道。这意味着施工围挡将直接堵在别人家门口。

城市地下工程的大规模建设中,不可避免的会遇到临近既有建筑物施工的现象。罗湖区作为深圳市的老城区,房屋密集,且多数是有二十年以上“岁数”的浅基础建筑,稍有不慎,极易引起沉降甚至倒塌等严重事故。

首先摆在项目部面前的施工难题就是隧道断面转换,在新莲区间涉及到双洞小断面向单洞大断面转换工艺,其中还“附带”V级围岩给项目施工增加不小的难度,项目部在此环境下模拟施工,沉降值一度达到25毫米以上。这让技术员们面面相觑,不知如何下手。

“这两边房屋的桩基都没打多深,要是出现墙体裂痕,随时可能发生倒塌的风险!”项目负责人在专题技术研讨会上给所有人敲响了警钟。

项目部查阅分析相关资料,发觉目前对于变断面下穿敏感建筑群的施工方面研究较少,变断面处如何在控制变形前提下快速过渡,如何优化爆破设计以降低对建筑群的施工影响等等都需要研究。行业中都流传着,“仅通过隧道施工的控制措施来减少隧道开挖对敏感结构物的影响是不切实际的,都需要在穿越前对地质进行加固。

时任技术负责人张勇在暗挖隧道领域已有十数年的经验,他思索着断面转换时所涉及到的方方面面。“顺着不行逆着来,能不能反向扩挖?在先行洞爬坡挑顶至单洞拱顶标高后,再反向扩挖后行洞及爬坡导洞,直至完成断面转换。”

在会上,张勇的这个想法引起大家反复讨论,如若围岩条件不好,在先行洞开挖支护爬坡小导洞,逐步过渡扩挖导洞至单洞设计截面,然后再反向逐步扩挖过渡段等其他部分。“这样地表的沉降完全可以控制在7毫米之内,拱顶沉降累计变形也仅4毫米。”张勇解释道。

“挑顶过程中也要加强支护。”“我们可以用中岩墙锚杆对拉锁定加固进一步控制变形。”其他技术员纷纷提出自己的意见,大家一拍即合,在这个点子上不断完善工艺程序。但在施工中又产生一个难题:地下管线复杂,场地限制等导致地面没法进行一次注浆,类型、层高不同的房屋建筑所需要的补浆也不相同,距离隧道越近,沉降偏移的速率就越大。

项目召开专家咨询会,提出非对称单侧预埋注浆管,根据监测结果跟踪注浆补偿,保证建筑物安全,房屋偏移从8毫米逐渐控制在2毫米之内,地表注浆对控制房屋竖向位移效果明显,这突出的成绩也让项目欣喜不已。

说干就干,虽然施工各项准备已经较为充分,但居民的一通投诉让项目部认识到一直忽视的问题,作为矿山法施工的隧道,爆破才是对居民最为直观的影响,所带来的震动与噪音让周边居民人心惶惶。这时他们想起最初在施工讨论时,一位技术员所提出的隧道掘进水压数码微振爆破技术。

“我们可以在炮眼中先放‘水袋’后用‘炮泥’回填堵塞,它可以使爆炸能量经过水传递到炮眼围岩中几乎做到无损失。”项目技术员介绍道。同时,水在爆炸气体膨胀作用下产生的“水楔”效应有利于岩石进一步破碎,提高爆破效果和减低爆破震动,炮眼中的水可以起到雾化降尘作用,大大降低粉尘对环境的污染。

“炸药的利用率提高20%左右,噪音控制水平55~65分贝,结合环保节能水压爆破+数码减振爆破措施,还消除了爆破振动对近距离浅基老旧房屋影响问题,最终沉降的幅度完全控制在毫米级内。”刘毅看着最后的参数,鼓掌叫好。

在面对临近敏感城市建筑群施工中,深圳地铁2号线交出了圆满的答卷。(黄竞)

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