科技日报：科技攻克柱洞暗挖难题

深孔注浆

石家庄地铁盾构施工

管片胶带密封

盾构操作知识讲解

施工现场视频监控

石家庄地铁已经完成的隧洞

    “在石家庄地铁项目建设中，项目部运用科技手段，攻克了1号线施工难度最大、安全风险等级最高的长城桥站柱洞暗挖施工难题。”3月5日，中铁四局石家庄地铁项目负责人如是说。

　　强大压力 严峻挑战

　　中铁四局石家庄地铁项目部，承建石家庄地铁1号线02标段两站两区间施工任务，管段施工地处城市主干道中山路和军事管理区。长城桥站位于中山西路和西二环路十字路口处，车站起止里程为K4+969.540～K5+248.860，车站总长279.32米。车站两端为明挖两层三跨箱型框架结构，中间段为“柱洞法”施工的暗挖单层三跨联拱结构。中间暗挖结构里程范围为K5+048.720～K5+117.480，长68.76米，埋深约9.3米，“两个柱洞，两个边跨，一个中洞”五部分，每部分分为上中下三个导洞开挖，共15个导洞，需27步工序。周边东北角有中国电子科技集团五十四所，东南有东来顺酒店，西南有七分部住宅等建筑包围，地下暗挖结构距西二环高架桥桥板仅有8.2米。暗挖拱顶有煤气管、雨水方沟、污水管和上水管等6条管线。两端马头门电力管线距开挖轮廓线仅有20厘米。暗挖主体处于粉细砂层中VI级围岩，自稳时间短，易坍塌。特殊的地理环境、地质条件，使得该段暗挖施工工程成为地铁1号线的高风险单项工程，也是四公司、中铁四局、股份公司的安全卡控项目。对项目部来说，如此大断面地铁车站暗挖尚属首次，无疑是超大的压力和严峻的挑战。

　　科技攻关 提高质量

　　2014年7月15日，在经过多轮方案论证和专家评审后，施工方案终于尘埃落地，大管棚施工拉开了暗挖施工帷幕，由于前期工作准备充分，8月5日，东端59根大管棚顺利完成打设施工。

　　暗挖主体结构采用“柱洞法”施工，先行开挖左右柱洞，再开挖中跨，最后由上到下对称开挖左右边跨。柱洞采用三导坑开挖，其中上下导坑再细分为上下台阶。

　　暗挖主体上导坑范围及柱洞拱顶以上约2米范围为粉细砂地层，稳定性极差。一经开挖极易导致塌方等事故，地表沉降极难控制等潜在的施工安全隐患风险。项目把深孔注浆作为暗挖施工超前支护第一道安全施工屏障，是施工人员的安全帽、保命索，是暗挖后续工序安全施工的前提条件。

　　保证暗挖开挖工作面的稳定及安全，控制地表沉降，需要采取超前注浆加固处理措施。为解决超前注浆加固质量不合格问题，消除开挖过程中因极易出现塌方和地表沉降而对上方道路及管线造成的损坏，避免出现大的安全事故隐患，项目部专门成立QC（质量控制）小组，将“提高地铁粉细砂地层柱洞超前注浆施工质量”作为小组科研课题，展开科技攻关。在注浆过程中，QC小组发现按照设计配比，浆液扩散效果不理想，注浆压力超出地层荷载能力，土层出现隆起。经过试验分析，QC小组找到了原因：地质的孔隙率与土层荷载能力与原配比出现偏差。为找准最佳注浆配比，满足土层加固要求，项目QC小组根据地质条件，以设计配比为参考，专门辟出一块注浆试验段，安排技术人员对浆液配比、注浆压力进行全过程旁站盯守，分级分段采集数据并进行分析，不断调整注浆参数和注浆压力，根据不同断面注浆效果，实时对地表变化进行监控量测，确保细节和环节、阶段性注浆效果满足技术规范要求，最终选定出最佳的注浆配比和注浆量及压力参数，使超前注浆效果立竿见影，注浆合格率提升到92%。

　　明确标准 规范作业

　　拱架制作、安装，是开挖初支控制的重点和难点工序。首次进行地铁项目施工的项目部，因经验不足，导致出现拱架焊接饱满度不够、拱架错位、连接接点不密贴等质量缺陷和安全隐患。该段暗挖是轨道公司、北方公司安全重点挂牌卡控项目，拱架制作、安装存在的缺陷，引起了各方的关注，给项目施工带来了负面影响。

　　为彻底扭转施工管理被动局面，项目部组织召开了“大反思、大整改、大提高”动员大会，寻找问题症结，制定卡控标准，明确拱架制作及安装技术要求，对每榀的安装间距、中线垂直度及分段的同步里程点进行检查验收。通过严格检查，项目部消除了拱架制作、安装质量缺陷。

　　在开挖过程中，项目部严格按照设计规范，通过控制开挖步距、核心土留置、小导管及锁脚锚杆的打设以及对注浆量和压力的双控，彻底扭转了施工作业人员轻质量、重进度的思想意识，实现了柱洞开挖初支段拱架安装平顺、连接密贴，得到了业主、监理及上级部门的好评。

　　改迁管线 控制渗漏

　　2014年11月，就在项目部开足马力、拼抢柱洞开挖进度之际，施工人员在注浆时发现，燃气管线入侵到初支结构中，开挖工作被迫停止，本已紧张的工期更加紧张。就在项目部积极协调产权单位迁改过程中，武汉地铁燃气管泄漏发生爆炸，引起各方关注，管线迁改更加慎重。针对燃气管线迁改施工的特殊性，项目部配置充足气体检测设备，组织专项应急救援演练，多次与产权单位进行对接，配备安全人员加强过程监控，保证了管线迁改工作安全有序、完美收官。

　　对项目部来说，11月可以说是多事之秋。正当项目部采取有效防护措施保证燃气管线迁改施工时，相继发生的雨污水管渗漏再次让项目开挖和安全风险控制雪上加霜。雨污水管位于结构之上，距拱顶2.6米，且雨污水渗漏严重。项目部在封堵掌子面、探清渗漏原因后，及时向上级汇报，并积极采取洞内注浆，雨污管涵积水抽排，施作防水内衬等措施，有效控制了渗漏水现象。

　　同时，项目部按规范加速开挖施工，在2014年12月27日完成了柱洞洞通，实现了指挥部重点节点工期目标。

　　标准控制 注重质量

　　二衬施工是柱洞主体施工最后一道工序，其中顶纵梁施工难度最高。洞内净空仅为3米宽，其中中间顶纵梁宽1.4米，留个施工人员的施工空间宽度仅为1.6米，且被顶纵梁分为两部分，最狭窄的地方宽度仅为30厘米。通常情况下，施工人员要在宽60厘米的空间里完成模板支立、支架搭设、防水板铺挂、混凝土浇筑等施工工序，难度可想而知。通过对工序有效衔接、标准控制，优化支架架设体系，技术人员争取到了最大作业空间，实现了每道工序一次性验收通过，规避了返工整改难度大和影响工期的风险。在混凝土浇筑前，项目部专门组织召开专项技术交底会，让每名施工人员按照分工，熟知自身工作内容和控制标准。在浇筑过程中，项目部人员按照质量标准要求，跟班盯守，保证了混凝土浇筑质量。

　　施工地点地处西二环交口，顶纵梁施工时间长，施工时间与交通高峰期重叠。针对这一问题，为确保混凝土浇灌的连续性，项目部组织管理人员到场协调交通，提供后勤保障。在项目部人员的努力下，2015年4月7日，项目部完成顶纵梁混凝土浇筑施工，比计划提前了8天混凝土外观质量得到了莅临现场检查的各级领导的好评。

　　优化方案 流水作业

　　随着中洞、边跨暗挖施工难关相继攻克，项目部打响暗挖段施工的歼灭战——攻克侧导洞二衬施工难题。侧导洞跨度大，拱顶上方带压管线多，地表道路车流量大，二衬施工涉及临时支撑拆除、模板支架安装、防水、钢筋绑扎等繁琐工序，而根据项目工期节点目标项目有效施工期仅为1个月。

　　面对困难，项目部根据现场工序安排及技术要求，采取“隔二拆一”的临时支撑拆除方案，精心组织各工序，开展无缝隙衔接施工，为侧导洞二衬施工提供了高效的流水作业环境。2015年11月24日，暗挖车站主体工程安全顺利完工。

　　顽强拼搏 勇于争先

　　在长城桥站柱洞暗挖项目施工中，全体参战员工积极适应特殊施工环境，攻克柱洞法暗挖工法技术难题，经受了地铁暗挖施工高安全风险的考验。在项目施工中，全体参战员工付出了辛勤的汗水。为了项目安全有序施工，项目经理蒋阳春发挥自身多年项目管理的经验优势，调度资源，组织队伍，调集机械，安排材料，优化方案，制定措施，打响工期保卫战。技术主管刘浩工作在现场，与作业人员一同上下班，按照图纸要求确定标准，做好技术交底，及时排除施工过程中的技术难题。在暗挖施工和二衬混凝土浇筑施工等过程中，现场管理人员连续盯守在施工一线。正是他们的默默坚守，才使得长城桥站暗挖主体结构工程于11月24日顺利完工，长和区间暗挖施工同步完成，实现了管段主体工程提前36天完成洞通工期目标。

　　“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。”长城桥站暗挖柱洞工法技术难题的攻克，是项目参战员工集体智慧和顽强拼搏的成果，也是四局人“勇于争先、永不满足”精神的生动体现。

　　如今，他们再次扬起风帆，征战地铁站附属工程。　（刘万友 张建武 许乃见）