论文摘要

 

3月13日,在北京地铁7号线01合同段总工程师廖秋林博士的带领下,本刊记者实地“探访”了由北京城建集团施工的北京地铁14号线11合同段、7号线01合同段,看到了开通运营之前的地铁“原始”面貌,了解到地铁工程是庞大、复杂的建设过程。每一区间,每座地铁车站,都凝聚了地铁建设者们的智慧与汗水。  

  

 

建设中的14号线11合同段

 

北京地铁14号线是北京市继北京地铁4号线、大兴线之后第三条引入社会资本的地铁线路,也是北京第一条使用A型列车的线路,是一条连接北京东北、西南方向的“L”形线路,沿线经过丰台、东城及朝阳三个行政区。线路全长47.7km,是北京市最长的地铁线路。14号线分两期开通试运营,西段线路起点张郭庄站,东至西局站,长约12.4km,已于2013年5月5日开通运营。

此次参观的标段,即14号线11合同段,位于北京方庄,该项目经理部总工程师魏健鹏首先介绍了11合同段的整体情况和进展。该合同段工程为1站2区间,即方庄站(176.6m)、蒲黄榆站~方庄站暗挖区间(253.06m)、方庄站~十里河站盾构区间(1414.85m)。

北京地铁14号线线路示意

 

在工程进展方面,方庄站导改目前已经完成三期;主体结构部分,车站围护桩、冠梁及挡土墙全部完成;南侧军用梁铺盖全部完成,北侧军用梁铺盖完成146片(剩余50片),北侧第一道锚索全部完成;南侧第一道锚索完成20根;东端头第一道角撑7道全部完成,土方开挖完成2.6万m3。蒲方区间:双线隧道小里程初衬施工已完成(共计196m),其中右线隧道向西全部初衬完成,左线小里程完成部分。方庄站~十里河站区间,线路双线长度为1414.85m,区间轨顶标高15.83~20.18m,覆土厚度约12.5~18.0m,采用盾构法施工。为保证总体工期,方~十盾构区间需两台盾构相向始发,在十里河站端头增设盾构始发接收井(兼轨排井),在方庄站增设盾构始发井,左线盾构从方庄站始发;右线盾构从十里河站端头盾构井始发。

 军用梁铺盖系统施工

 

我们在廖秋林博士、项目总工程师魏健鹏等的带领下,进入施工中的方庄地铁站。方庄站为地下3层盖挖顺作车站,结构总长176.6m,西侧区间为暗挖区间,东侧区间为盾构区间,采用军用梁作临时路面结构。车站设置4个出入口(其中一个为预留出入口)、2个风道及3个安全出入口。附属结构4号出入口和2号风道为内置,与主体结构同期施工;1号风道及1B出入口采用明挖法施工;1A出入口、3号出入口、4号出入口、采用暗挖法施工,从出入口向主体结构开挖。基坑支护采用桩+锚杆体系。

沿马道进入方庄站施工现场,最为显著的是用作铺盖系统的军用梁,目前南侧军用梁已经全部完成,北侧已经铺盖完成146片,即将全部完成。经过介绍我们了解到,交通导改及工程筹划——导行路修建是方庄站施工顺利推进的前提,整个施工期间的导改共分五期进行,目前为第三期,也是最为主要的阶段。在车站主体结构部分,魏健鹏总工程师指着北侧墙说,第一道锚索已全部完成,第二道正在准备中;围护桩、冠梁及挡土墙已经完成;我们看到的忙碌的作业人员,正在进行南侧第一道锚索的施工,目前完成20根;东端头第一道角撑7道全部完成,土方开挖完成2.6万m3

蒲方区间暗挖的一个亮点是,此区间暗挖工程包括2号施工竖井及横通道、方庄站西侧暗挖区间,其中包括全部渡线段区域,暗挖区间渡线断面为渐变形式,分别为B、C、D、E、F、G、H形(见表1)。

另外,北京地铁绿色试点施工在方庄站启动。比如地铁通风口设置了除尘装置,喷浆机周围添加了喷洒装置,以用于降低扬尘;现场的砂子等原料封闭管理,在为施工现场工人创造良好作业环境的同时也为北京市的环境保护作出积极贡献。

 

即将交工的7号线01合同段

 

北京地铁7号线是北京轨道交通线网中穿越南城东西向的骨干线路,西起北京西站,终点至焦化厂,线路全长23.67km,共设21座车站,预计2014年9月底开通运营。

参观的01合同段,起于北京西站,终于帕口桥,含2站3区间,共1.59km。该合同段包括北京西站~湾子站区间、湾子站、湾子站~达官营站区间、达官营站、达官营站~广安门内站区间。其中,北京西站~湾子站区间全长262m,线路基本呈东西走向暗挖法施工,设置2个施工竖井进行施工,暗挖采用中洞法与CRD法,二衬全部完成(施工竖井未封井),既有线长470m,结构改造完成。湾子站为单柱双跨地下二层侧式车站,主体结构标准段宽度24.40m,长度228.80m,主体建筑面积11322.51m2,附属结构包括4座出入口,2组风亭,建筑面积3743.10 m2 (地下),地下总建筑面积15065.61 m2,车站东端设有铺轨基地,左、右线各设轨排井一座,车站主体结构采用明挖法施工,附属采用明挖法与暗挖法相结合施工,二次结构完成85%(剩余轨排井段),装修完成30%。湾子站~达官营站区间位于广安门外大街下方,长度为499m,采用矿山法施工,隧道断面主要有三种形式,即双联拱断面、人防断面及标准断面,主要施工方法为中洞法和CRD法。达官营站为地下二层三跨岛式站台车站,全长236m,主体建筑面积10828 m2;附属结构有4座出入口,2组风亭、风道,风道建筑面积2840.8 m2,出入口建筑面积2824.2 m2,总建筑面积16493 m2(不含地面建筑面积),车站主体结构采用PBA暗挖法施工,共设置4个施工竖井;附属结构采用明挖法与暗挖法相结合施工,二次结构完成95%,装修完成25%。达官营站~广安门内站区间(暗挖):区间线路自达官营站至手帕口桥,设置一停车线及单渡线,区间正线间距为17m,停车线与正线间距为4.2m。本区间长375m,采用矿山法施工,断面形式有渡线大断面、人防断面与标准断面等,采用施工工法主要有双侧壁导坑法、CRD法、CD法与台阶法等。区间设置2个施工竖井且与达官营站共用1个竖井进行施工,正线全部完成,区间风道及风井完成30%。

在项目部总工程师廖秋林博士、技术质量部部长张鹏飞的带领下,我们参观了正在装修的达官营地铁站。达官营地铁站为暗挖车站,其施工具有三大难点:PBA暗挖车站工序转换达14次,施工难度大;暗挖车站小距离暗挖下穿道路与管线,近距离下穿2条800污水、800雨水、1600雨水、2400电力方沟、2700雨水方涵、600上水等主干市政管线;引进4D、 BIM技术进行施工过程管理与风险管控。针对车站施工组织难度大、地层条件差、风险多等情况,引入4D、BIM技术实现三维风险控制与进度管理,实时对施工过程的进度、风险状况进行动态管理。

在达官营车站建设过程中,承建方采用多项关键技术进行技术攻关。由于车站暗挖工程处于卵石层中,地层稳定性差、含水量大,施工难度大、作业安全风险大,分别采用了PBA、中洞法、CRD、双侧壁导坑法和上下台阶法等多种暗挖工法。如达官营站上层小导洞开挖、达广区间等均多次出现纯卵石无砂充填特殊地质透镜体,含水量大,采用普通工艺开挖易塌方,经分析、研究,采用WSS深孔注浆超前加固注浆;达官营站下层小导洞、北湾区间、湾达区间、达广区间仰拱位置均不同程度揭露基岩-泥岩,泥岩开挖难度大,采用风镐与挖机炮头结合进行开挖;湾达区间(含)以东暗挖段均已进行降水作业,但湾达区间以西湾子站、北湾区间未降水,目前北湾区间开挖已揭露地下水,即地层地下水水位比勘察水位高,地层砂卵石粒径大,达到10~30cm,降水井施工采用传统水钻难以成孔、冲击钻成孔慢且受民扰影响无法实施,经研究采用潜孔锤钻机施工工艺,工效大大提高。针对砂卵石粒径大、开挖与超前支护施工难度大的部位,小导管施工均采用土方开挖→格栅架设→预埋小导管→ 喷混凝土→小导管打设、注浆的工序,增加预埋小导管施工环节以确保安全和质量;由于风动潜孔锤托管钻进法无法在大粒径砂卵石地层中打设长度20m以上管棚,针对试验管发现冲击动力不足、管棚拖动承受拉力小于砂卵石摩阻力与排渣等问题,进行了一系列针对性工艺改进,提出“对心跟管潜孔锤 + 管内强制排渣 + 管棚钢管强制跟进”工艺。经过动力、排渣改进的“对心跟管潜孔锤 + 管内强制排渣 + 管棚钢管强制跟进”技术提高了大粒径卵石的粉碎能力和排渣能力,提高了工效和安全性。

达官营站结构实体——站厅层

 

大断面暗挖下穿风险大。达官营站1号风道、湾达区间大断面暗挖下穿莲花河,当时正值2012年“7.21”前后,河水水位高,暗挖风险大,是这一标段的最大风险源。1号风道以10m×14m大断面近距离(3.8m)暗挖下穿河湖,在北京地区较为少见。经反复论证、比选,确定采用刚柔并用的河道铺衬与洞内WSS深孔注浆的方案成功穿越。目前三次穿越施工均顺利完成。

在施工现场我们看到,一线工人正紧张、有序地忙碌,听廖秋林博士讲述当时地铁施工时面临的各种困难,亲身感受到了北京城建集团在地铁建设领域的强大实力,祝愿中国地铁建设的开拓者和领跑者续写地铁发展史更辉煌篇章。

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