2020年12月18日,成都軌道交通17號線一期工程正式開通運營,這是中交集團首條集投融資、設計、建設、運營管理和維護為一體的全產業鏈軌道交通工程。項目由總承包公司(軌道交通分公司)總承包管理,二航局、三航局、四航局、一公局集團、二公局、中交路建、機電局等單位參與建設,充分發揮中交集團全產業鏈優勢,為成都量身定制軌道交通“一攬子”解決方案。
成都軌道交通17號線一期工程通過主支線的方式串聯城市中心城區以及溫江區、雙流區等行政區域,起于金星站,止于機投橋站,自西向東敷設,全長約26公里,共設車站9座,其中高架站2座、地下站7座,設計時速140公里。2017年2月27日,成都地鐵17號線一期工程開工建設,2018年5月1日,一期工程盾構始發。其中,下穿成(都)雅(安)城際鐵路成都西特大橋施工,是全國首例大直徑盾構機在富水砂卵石地區穿越既有城際鐵路。因此,下穿成雅城際鐵路成都西特大橋被列為項目的特別重大風險源之一。成雅城際鐵路是串聯四川西部的重要鐵路線,最高時速200公里。
盾構下穿成雅鐵路處埋深6.86米,隧道外邊緣與高架橋梁樁基礎凈距6.3米,根據設計要求,橋樁沉降及位移允許值僅為2毫米。雖一毫一厘,肉眼無法輕易察覺,但稍有不慎,極易造成樁基位移、地面沉降、涌水涌砂及螺旋機噴涌等問題。為了確保沉降值在可控范圍內,項目在鐵路橋樁和地鐵隧道之間打下四排72根直徑1米的隔離樁,給橋樁穿上“鋼圍裙”,把鐵路橋樁與盾構安全隔離,既穩固橋樁范圍的土體,又減少盾構施工對橋樁的影響。
注漿及渣土改良是決定沉降的關鍵因素。注漿多少大有講究,漿注多了會造成上面土體隆起,注少了又會引起沉降,而渣土改良效果的成功與否,也將直接影響到盾構機的掘進速度、掘進模式。為進一步提高下穿施工成功率,項目在接近穿越區域設置了50米與影響區地質相近的試驗段,根據試驗段確定了掘進參數,并重新做了試驗,調整了配合比。
整整25天,當第852環管片拼裝完成時,中交建設者終于松了口氣。監測數據顯示,鐵路橋墩單次最大沉降量為0.9毫米,完全滿足“最大沉降量2毫米”的設計控制標準。
成都地處四川盆地西部,地勢由西北向東南傾斜,地質主要以砂卵石地層為主,卵石粒徑由東向西逐漸增大,卵石強度逐漸提高,尤其溫江地區卵石含量達50%到80%,個別粒徑超過90厘米,局部伴有粉細砂層,且溫江靠近岷江,水系較為發達,地層為強透水層。施工過程中,盾構機平衡控制難度大,自穩性差,出現噴涌及隧道管片拼裝錯臺、破損等系列問題的可能較大,好比“在流動的沙石堆里鉆洞”。
中交天和“城建三號”盾構機一上場,就碰上了地質條件復雜的“硬骨頭”。有著“鐵齒鋼牙”之稱的“巨無霸”盾構進洞掘進不久后,每掘進不到300米就要更換一次刀具,相當于一次換牙手術,而每換一次“牙齒”則需要12至15天。此外,盾構施工時螺旋機容易出現噴涌現象,砂卵石地層自穩性差,存在地面塌陷的風險。特殊的地質的問題,嚴峻考驗著管理團隊。
項目團隊圍繞盾構工效開展技術攻堅,經過專家多次交流、研討,明確了提升盾構工效的具體方案和措施。一方面,各工區結合實際,優化施工參數,通過施工參數的合理調整,確保隧道穩定和控制地面沉降;通過壓注泡沫劑和膨潤土改良土體,以保護刀盤以及保證盾構螺旋出土機的正常出土;專人負責盾尾油脂的壓注工作,確保每環的盾構油脂壓注量;采取襯砌壁后二次注漿措施,提高土體的強度,防止土體液化。另一方面,盾構技術中心協同各工區項目主動探索,結合實際地質情況,通過中交制造的強大能力,創新研發刀盤開口率為45%、帶式無軸螺土壓平衡盾構機,為成都地鐵量身定制“超級盾構”。
成都地鐵17號線是國內地鐵運營速度最快的線路之一,進一步加強了城市外圍區域與中心城區的快速聯系,對加密軌道交通線網、打造綠色交通體系、緩解中心城區交通壓力有著至關重要的作用。