“赤仑区间1号联络通道如果采用机械法盾构施工,虽然可以提高效率,但也极易导致衬砌质量难以把控,我们需要重点管控这一环节。”时任二航局广州地铁12号线第六项目总工程师李刚在技术讨论会上提醒道。
二航局承建的广州地铁12号线第六项目包含3站3区间,其中赤仑区间1号联络通道位于海珠区生态湿地旅游地——“万亩果园”的下方。“万亩果园”是经数百年围海造田、筑堤种果形成的人工生态景区,见证了广州历史变迁和农业发展。该区域地质主要为强、中风化粉砂岩,遇水易软化,围岩自稳性极差。
在地铁隧道施工中,联络通道主要功能是横向逃生通道,它就像字母“H”中间的横线,是两条隧道之间的横向连接。联络通道施工是项目关键点,从一个盾构隧道始发,到另外一个盾构隧道接收,好比‘洞中打洞’,虽然施工规模不大,但风险高、难度大。“我们通常会采用冷冻法加固与矿山法开挖相结合的半人工半机械方式施工,但是这种方式不仅施工时间长,而且存在较大的质量及安全隐患。”李刚有些犯愁。
李刚深知,在赤仑区间1号联络通道的地质条件下,若要使施工质量和效率达到最佳,机械法盾构施工优势显著。它能减少人工在危险环境中的操作,同时保证施工质量的稳定,但这种技术极具挑战。技术部长胡刻强说道:“联络通道内作业面狭小,无法使用大型设备,相较于常规主隧道盾构掘进,施工过程中对推进技术、始发到达技术、结构变形控制技术等都有着很高的要求。”
小型盾构机始发前,为保证外侧稳固,技术团队对联络通道中线左右各5环管片进行全环注浆加固,并采用“少注多次”的策略确保浆液均匀地在管片外壁渗流。此外,针对以往类似工程施工中出现的管片角部破损和错台问题,技术团队提前谋划,将原管片封顶块和邻接块角部的加强钢筋加长,避免在原角部加强钢筋之外出现裂缝,同时在接缝内弧面预埋锚板,在管片拼装完成后把封顶块和邻接块的钢板进行焊接连接,防止管片脱出盾尾后出现上浮。李刚说道:“管片是隧道衬砌结构基本单元,我们要从局部到整体进行考虑,如何保证通道成型衬砌隧道质量是我们亟须解决的难题。”
很快,一台小型盾构机从隧道内横向始发。虽然前期针对管片问题作足了准备,但在试掘进中还是出现了异常。项目副总工程师杨杰在巡检过程中发现壁后注浆时效性至关重要,当前在管片脱出盾尾三至四环时注入双液浆会导致注浆不饱满。
沿着这一思路,杨杰带领技术团队分析了不同注浆材料的凝固时间、流动性以及与管片和地层的粘结力等特性,并进行了多种注浆材料的对比试验,进而发现采用注入水泥砂浆的形式,且在管片脱出盾尾一环时进行一次注浆,管片脱出盾尾第四环时进行二次注浆,能够明显减少因注浆导致的管片错台问题。为了达到最优效果,技术团队还针对性地调整了管片螺栓,减小螺栓与螺栓孔的间隙以减少错台量。
得益于技术的改进革新,赤仑区间1号联络通道施工工期从5个月大幅缩短至35天。经检测,成型隧道衬砌质量全部符合规范标准。
“当下,渣土转运影响盾构机掘进速度,转运不及时还会导致通道堵塞妨碍疏散。下一步我们将对转运土斗大小和卸渣方式进行改良,为‘洞中打洞’继续提速,全力打造品质地铁。”李刚期待地说道。