9月13日,由中国施工企业管理协会主办的交通工程绿色建造暨质量安全典型工程观摩交流会在深圳举行。活动当天,作为观摩示范点项目,由中建南方牵头实施、中建二局承建的穗莞深城际前海至皇岗口岸段工程先开段工程迎来了全国200余名行业专家到现场观摩交流。记者获悉,该项目致力打好“绿色低碳牌”,用心铺就“民生幸福路”,截至目前盾构施工完成率超80%。
此次观摩活动旨在打造以“绿色建造”为核心,突出展示创新的设计方案及绿色建造新技术、先进的质量及安全管控措施应用成果,同步涵盖智慧建造、智能建造、精益建造的综合性国家级观摩。
绿色护航,解决环保超耗难题
穗莞深城际前皇先开段工程位于超级总部站至皇岗口岸站区间,线路长6.596km,设有2段盾构法隧道、2段矿山法隧道、1处工作井、1处明挖段。其中一工区线路全长3436m,全线地下敷设,共设有1座明挖工作井、2段矿山法隧道、1段盾构隧道。盾构渣土处理问题一直是工程环保的重难点。其中3号工作井作为盾构基地吊装口窄小,盾构开挖直径达9.13m,每环出渣量170m³左右,若采用传统出渣方式,仅能容纳一台龙门吊作业,作业效率低下,能耗巨大。此外,长距离隧道使高耗能问题更为突出,亟待解决。
为同时满足高效施工和绿色建造要求,项目创新采用“水平+垂直皮带机”系统出渣,将出渣与管片、材料运输由一条线路分解为两条线路。该系统自动化程度高,可实现单线单用,连续作业,较传统龙门吊出渣提高工效达2.1倍以上。通过运用该系统,项目预计可缩短掘进工期约10个月,减少耗电量达128.73万度,可为近500户家庭提供一年的用电量。
盾构渣土运输至地面渣坑后,项目在场区地面新建盾构渣土处理系统,通过“振动、筛分、破碎、压滤”等工序,将施工过程中产生的盾构渣土最终转化为砂子、石子、泥饼和可重复利用的清水,实现了盾构渣土资源化、减量化的目标。通过CLA法对减碳效果进行分析,项目总渣土约为44万方,采用本系统后总计减少碳排放30615.5吨,每立方渣土比传统处置方法减少碳排放71kg,相当于4棵树一年吸收的二氧化碳量,减碳效果明显。
科技引领,攻克临海超深基坑
穗莞深城际前皇先开段一工区项目3号工作井长30.5m,宽33.5m,深57.75m(其中土层厚约36m,岩层厚约22m),施工现场位于深圳市主要交通要道滨海大道北侧绿化带内,是典型城市中心区超深盾构始发井,安全文明施工及环保要求高。同时工作井施工场地狭小、机械设备可操作的空间有限,施工难度极高。
项目组织专题技术研讨,综合外部多单位调研结果及专家意见,对症下药,化解建设难题。项目采用天泵+移动式接料斗进行主体结构混凝土浇筑,有效解决溜管支架搭设及调整困难、现场吊装难度大、浇筑易堵管等问题。施工工艺上,为克服地连墙因基坑过深容易塌孔的难题,项目采用临海超深基坑地连墙一次成槽技术,优化施工工艺流程为“引孔→抓槽→铣槽→浇筑”,提升了成槽和地连墙质量。
3号工作井设置2根高承载钢管混凝土立柱桩,单桩抗压承载力特征值近12万KN,相当于近800辆重型卡车的重力,且施工地层存在淤泥砂层,对立柱桩施工质量提出了挑战。项目从技术+施工双管齐下,采用“一次成孔,分段吊装,上下定位,一次浇筑”的整体施工工法,因地制宜采用抗盐膨润土制作泥浆,同时埋设长护筒,使得护筒先行穿越不良地质,为混凝土立柱桩施工加上“双保险”,保证了钢管混凝土立柱桩的垂直度及承载力。
创新驱动,钻透复杂超长隧道
穗莞深城际前皇先开段一工区项目盾构区间施工距离长,埋深覆土深,区间地层主要穿越全强中微风化花岗岩,全断面硬岩占比88.9%,上软下硬占比5.5%,全强风化占比4%,地质情况复杂。为了应对以上难题,项目通过实地调研学习,结合技术安全和工效可靠性分析,“量体裁衣”创新研制出集适应能力强、掘进效率高、施工风险低、设备故障少等诸多优势于一体的“施工利器”——“攻坚一号”和“攻坚二号”EPB/TBM双模盾构机,保障安全性的同时提高了施工效率,缩短盾构掘进工期约8个月。
隧道施工工程中,盾构区间地层裂隙水十分发育,易喷涌,盾尾积水积渣严重,清理时间长。项目通过注浆施工护航建设地下安全,首先对连通水系的断层破碎带进行地面注浆加固,每间隔五环制作一次止水环,且在止水环之间进行二次注浆填充,控制管片背后的裂隙水流动。其次,使用真空泵及22kW大水泵,快速清理盾尾漏出的渣水混合物,减少人工清渣时间,提高隧道施工效率。
盾构施工还需要下穿既有地铁线,为保障下穿一次成功,项目创新采用HSP法、地质雷达扫描、自动化监测等数字化技术手段进行监控管理,通过掌握盾构掘进“关键数据”,实施监测确保隧道结构安全和施工进度可控。
作为粤港澳大湾区城际铁路网广深主轴重要组成部分,穗莞深城际前海至皇岗口岸段途经深圳市前海合作区、南山区、福田区,正线全长21.167km。截至目前先开段工程盾构施工完成率超80%。线路建成后,将有利于促进城际客流与市内通勤客流“公交化”,进一步加强宝安、前海、福田、罗湖片区联系,对完善粤港澳大湾区城际轨道骨干网络和助力深圳前海自贸区等重点发展片区快速建设具有重要意义。
(深圳特区报记者 窦延文 通讯员 洪家易 田文佳 文/图)