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武汉轨道交通五号线红建区间左线盾构开仓纪实

创建日期2019-05-23浏览日期2019-06-27浏览次数149

2019年3月13日20时,在经历三次专家论证、三次地质补勘、一次专家咨询及近两个月准备工作后,武汉轨道交通五号线红建区间左线海瑞克601盾构机土仓仓门在常压状态下成功开启,工人顺利进入土仓检查和维修受损刀具,标志着“盾构开仓”这一极具挑战性、危险性和不确定性的专项施工取得阶段性胜利。在此期间,公司项目监理部为之付出了不懈努力。

2018年11月27日9时,武汉轨道交通五号线红建区间左线进行第543环掘进施工,监理工程师吴小林在旁站过程中发现螺旋机出土口掉落一把双刃滚刀,立即向项目监理机构汇报,并第一时间汇报至地铁集团舒计步。项目总监组织施工单位技术负责人现场查看情况,对各项掘进参数进行了采集,并结合地质情况做出了初步分析,要求后续掘进过程中严密监控。21时41分,第544环在掘进过程中螺旋机出土口掉落一把单刃滚刀,项目监理部分析认为刀盘损坏较为严重,鉴于目前盾构机处在中分化砂质泥岩和粉质粘土的复核底层,刀盘掌子面中分化砂质泥岩的面积占比过半,继续掘进风险较大,要求施工单位立即停机保压,并尽快组织盾构专家进行咨询。

2018年12月11日,汉阳市政邀请范士凯、蒋伍林等专家莅临红钢城会议室进行专家论证,就盾构机是否需要开仓换刀、常压开仓还是带压开仓、单盘前方是否需要加固等问题向专家进行了详细的咨询。会后,施工单位根据专家意见,在盾构机两侧选点进行地质勘察,并辅以静力触探。监理部工程师对勘察取芯过程进行了详细的记录。

2018年12月15日,第二次专家论证顺利召开。根据勘察报告和静力触探报告,专家认为目前盾构机上部所处地层情况为粉质黏土,基本排除了粉砂存在的可能性,无涌水涌砂风险,可就地常压开仓,且无需对刀盘前方土体进行加固。为了确保开仓换刀作业的安全性,专家要求在盾体中部和盾尾进行勘察:钻探2孔(10# 11#)静力触探3孔(2#10#11#)。会后,项目监理部对施工单位编制的换刀专项施工方案进行了审批。

2019年1月3日,第三次专家论证会对补勘结果进行分析,确定了常压就地开仓的结论,并提出5点评审意见:1、盾构开仓前,中盾部位可利用径向注浆孔压注聚氨酯,尾盾538环至543环应施做止水环箍,以截断盾构尾部地下水;2、待盾尾止水环箍达到一定强度后,再打开螺旋输送机前端排水阀门,将掌子面、土仓内的滞水排干;3、滞水确认排干后,出土至人仓门底部再行开仓检查。刀盘开口部位及切口环缝应用草垫、木背板封闭;4、各项通风、有害气体检测完成后,继续出土至刀盘水平轴线部位,方可进行换刀作业;5、补充地下水封堵失效应急预案。应急预案可采用刀盘前方土体加固措施,刀盘推进至加固体内再行常压开仓换刀。

2019年1月10日19时,在经过一周的准备工作后,开仓换刀工作紧张有序地拉开帷幕。施工单位项目经理张平、地铁集团业代舒计步、监理部王晓总监亲临隧道进行指挥,同时刀盘上方地面沉降监测人员严正待命。然而,事与愿违,在开启土仓球阀的瞬间,土仓滞水喷涌而出,且在排出3箱水以后,土仓内仍有大量滞水,且地面沉降最大值达到51.37mm,严重超出预警值(30mm/d)。鉴于以上情况,经三方负责人现场讨论决定,暂停开仓换刀计划,并采取停机保压措施,消除地面沉降风险。

尽管各参建单位此前没有开仓换刀的经验,尽管经过精密策划和部署第一次开仓换刀工作以失败告终,但大家并没有气馁。成功的结果固然重要,但失败的经历亦弥足珍贵。攻克这一难关,将是从无到有的历史突破,并积累宝贵的经验。

2019年1月13日上午,国家级盾构专家曾垂刚(中国中铁隧道股份有限公司副总经理)从天津赶赴地铁五号线就盾构换刀事宜进行技术支援。在听完施工和监理方的情况汇报后,曾垂刚对盾构机刀盘滚刀脱落的原因进行了分析,提出后续盾构如遇软硬不均的地层,应严格控制贯入度,严密监测渣土温度。就施工单位提出的刀盘前方土体加固方案,曾垂刚建议辅以降水措施,务必将夹层的水降下去。经过近三个小时的讨论和交流,指定了新的开仓换刀方案:刀盘加固、降水井施工、盾构掘进一环(刀盘进加固体)、常压开仓。 

2019年1月17日,三轴搅拌桩机进场,对刀盘前方8*12m范围进行土体加固,截止2月25日累计完成三轴搅拌桩391根。2019年3月5日,刀盘两侧3口降水井施工施工完成并开始降水。

2019年3月7日,盾构机掘进至547环到达加固体,监理和施工单位检查发现,土仓内仍有大量滞水,经土仓球阀泄水三天后仍无缓解。2019年3月12日,盾构机掘进至548环,刀盘进入加固体深度约2米,掘进过程中,螺旋机出土情况正常,土仓内未发现滞留水。二次开仓进入最后的实施阶段。

2019年3月13日下午,盾构开仓所需的刀具、应急物资、地面沉降观测均已准备就绪,施工单位安全员蒋银培对开仓换刀作业人员进行了安全交底。20时,在施工单位项目经理张平、地铁集团业代李超人、监理单位王晓总监的现场指挥下,红建区间左线海瑞克601盾构机在常压下顺利开启土仓仓门,标志着历时三个多月的“盾构开仓”工作取得了圆满的成功。

本次“盾构开仓”的成功,离不开武汉市专家委的技术指导,离不开曾垂刚经理的技术支援,更离不开各参建单位的共同努力。通过本次开仓,不仅积累了丰富的盾构开仓施工经验,更掌握了如何在后续盾构掘进过程中通过采取各项刀具保护措施避免刀具提前损坏,从而减少盾构开仓施工的几率,达到节约施工成本和降低安全风险的目的。同时,我们深知盾构的路还有很长很长,前方仍有未知的难题等待我们去克服,我们监理和施工人员只有不断提高自身的专业水平,在重大困难面前,同心同力,共克艰难,才能实现共赢。

 

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