地铁6号线打洞要遇5头拦路虎
华龙网-重庆晚报
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郭娟 制图
分别是花卉园人工湖、松树桥立交、盘溪河、渝合高速、照母山渣场
“钢铁穿山甲”TBM已备好伏虎方案
昨日,中铁隧道集团股份有限公司透露,专为重庆地铁6号线引进的两台“钢铁穿山甲”TBM(全断面岩石掘进机),目前在永川区大安重型钢结构公司即将组装完工,它们在6号线一期工程五里店——山羊沟水库段共12.123公里服役已进入倒计时阶段。
而在TBM下地打洞前,市勘测院的专家和技术人员已先行一步。他们通过一年多的探测,查明了TBM开挖地质情况,发现在TBM前进路线附近,有湖水、立交桥、高速路、涵洞、渣场等五头“拦路虎”。不过,专家已备下五套“伏虎”方案。
拦路虎1花卉园湖水
渝北花卉园人工湖,水深2米,蓄水数万立方米。6号线地铁将在地下20米处穿行,其垂直地表距湖边约30米远。如果发生湖水渗漏,TBM将受到致命伤害。
“伏虎”策略:
在地下隧道靠近湖的一侧注浆,加防水墙,严防渗漏。
拦路虎2立交桥
松树桥至花园新村道路与新牌坊至大石坝道路“十”字相交处,有一座蝶形立交,6号线地铁过了花卉园,便从立交的一个桥墩基础正下方大约16米处穿过。
“伏虎”策略:
对隧道周边围岩提前用锚杆等支护、加固,TBM要轻速,慢过。同时,对立交桥加强监测。
拦路虎3 盘溪河涵洞
50年前,一条盘溪河将松树桥与金岛花园分成两半。后来,填方筑路,盘溪河中间一段变成暗河,填方下22米处埋藏着两个涵洞,置于中等风化泥质砂岩之上,而TBM将从洞底约4米处,与涵洞几乎垂直相交的方向通过。
“伏虎”策略:
将两个涵洞逐一截流,压浆止水,形成隔水层;超前支护,加固围岩及涵洞基础,让TBM在干燥、安全的环境中通行。
拦路虎4高速路
过了冉家坝,TBM将在9米深度下“横穿”渝合高速公路,渝合高速是重庆的北大门,车流量大,车速快,如何保持路面稳定,防止塌方或沉降,避免交通事故,至关重要。
“伏虎”策略:
采有震动较小的“微创手术”,对围岩超前支护、加固。同时加强路面监测,并在边坡上与路面沉降点对应布置测点,监测边坡位移。
拦路虎5渣场
渣场位于照母山后的一个山谷中,沟谷基本被填平,弃土最厚处已达80多米,隧道在原始沟谷谷底通过。因弃土松软,容易塌方,且透水性强,隧道有较大的塌方或涌水的风险,不得不防。
“伏虎”策略:
技术人员通过多种方法探测,查明了地质及水文情况,经过反复论证,TBM隧道标高在原有基础上已下降12米,使隧道“躲”进更深更坚硬的岩层中,保证万无一失。同时,在实际掘进过程中,沿途隧道标高,将作相应调整。
重庆地铁
6号线一期
由上新街至礼嘉,线路总长23.684公里,计划于近期开工建设,力争在2012年全线建成投运。
地铁6号线一期沿途共设置16个站点,南起上新街,经小什字、大剧院、江北城、五里店、红土地、黄泥塝、红旗河沟、花卉园、大龙山、冉家坝、光电园、竹林公园、大竹林、黄桷坪,止于礼嘉。其中,高架站4座,地下站12座,设计时速100公里。
地铁6号线一期工程有三大技术难点:一是线路跨长江、嘉陵江,一线跨越两江,这在全国地铁设计中尚属首例。二是首次在国内地铁采用敞开式TBM掘进机施工。三是平行换乘站数量多、换乘形式多样。其中,共有四座车站采用两线平行换乘,深埋暗挖车站较多,最深车站为红土地站,轨面埋深61米。
试验段岩石正合
“穿山甲”胃口
TBM在地铁6号线服役的地段为五里店——山羊沟水库段,共12.123公里,因它在软基础上通行“刀盘会低头”,岩土能否承受得起它的吨位,就显得相当重要。另外,岩石中存在破碎之处,若不作处理,刀盘上的36把刀有可能被卡住,影响前进步伐。
一年多时间里,市勘测院的专家和技术人员在“TBM试验段”路线上,排除了施工场地不便、交通流量大、建筑复杂、管网密集等困难,辅以波速测试、物探测试、岩矿鉴定、磨蚀试验、膨胀试验、耐崩解试验等特殊手段,对岩土分布、围岩完整性、水文地质、地下建构筑物等作了细致调查。
调查显示,TBM将经过的沿途,岩石的整体性较好。岩石分布主要以泥岩和砂岩为主,并且泥岩居多,正合TBM的“胃口”。同时,在地下20米左右施工不需要放炮,施工噪音也不会传到地面。
市勘测院技术人员透露,过去,隧道施工常常是先爆破,然后一点一点挖,一天能前进两米就不错了。TBM运行过程中,刀盘每分钟转4圈,每转一圈就能“啃”掉10毫米厚岩石,一个小时可掘进两三米,效率可提高10倍。
TBM来头不小,又是在国内城市中首次用于开挖地铁,为给它保驾护航,市勘测院将以重庆市勘察大师谢征海总工为首,携该院11位全国注册岩土工程师组成的专家团队,全程跟踪TBM施工,第一时间提供相应的解决方案。同时,隧道壁上会埋设高敏感度的传感器,盯住它的一举一动。
据介绍,TBM这个“钢铁穿山甲”在打洞的时候,可自己一边铺轨一边前进,打碎的泥石就通过“体内”的皮带运出洞外。同时,“穿山甲”的身体里还将伸出4根锚杆锚固岩石,然后通过混凝土喷射系统,在岩石上喷浆。因此,TBM一旦进洞,一个隧道施工就基本完成。
本版稿件由 记者 陈国栋 采写
2亿元“穿山甲”很金贵
挖35公里后就报废
TBM身价不菲,每台单机需要1.7亿元,加上辅助设备,每台价格约2亿元。那么,这种金贵的机器能用多久呢?
“挖了35公里以后就报废了。”中隧集团有关人士透露,TBM自带轨道,前进过程中它利用旋转刀具开挖、破碎洞内岩土,同时将渣土自动排泄出去,使隧道一次成型,就像一只巨大的“钢铁穿山甲”在挖洞。地铁6号线施工选择它,最主要目的是加快施工进度,以及避免因爆破引发地质疏松、垮塌等危险。
“试验段12.123公里必须在2011年10月前完工,如果按以前的施工方法根本不可能完成。”中隧集团表示,TBM试验段的意义,不仅是引进两台先进设备,而是整个施工方式的改变。
据介绍,对于首条TBM试验段的进展,其它城市也非常关注,试验成功后,不仅将在我市轨道交通、城市市政建设中广泛运用,还将推广运用到国内其它城市。
TBM
(全断面岩石掘进机)
TBM以掘进作业为核心,是集掘进、支护、出渣运输等为一体的专业隧道挖掘机械,它能让隧道一次成型。
我市引进的两台TBM,是目前世界最先进的敞开式硬岩隧道掘进机,长195米,重800吨,由刀盘、机头架和大梁、支撑和推进系统、桥架、后配套拖车等构成。其中,刀盘直径6.36米,重约88吨,表面将安装36把锋利刀具(共40个刀刃)。
与传统的爆破掘进隧道相比,TBM的效率将提高10倍。当然,每台TBM的价格也不菲,达到2亿元左右。
TBM掘进机有圆盘形的头,拖着近乎圆柱体的长长身躯,远看上去像是一列火车。
网络编辑:孔祥伟
