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地铁九号线成功下穿武广高铁和京广铁路

来源:广州地铁发布时间:2017-01-18

     日前,地铁九号线迎来突破性工程进展!118日,随着巨大的盾构机刀盘在地铁广州北站破洞而出,九号线【广州北站~花城路站】区间隧道双线贯通。这也意味着,地铁九号线已安全平稳成功下穿武广高铁和京广铁路,全线最大工程难题已被攻克,该隧道也成为国内首条下穿高铁路基的地铁盾构隧道。广州地铁集团宣传部负责人许坤杰介绍,将在今年底建成开通的九号线和四号线南延段、十三号线首期、知识城支线等4条地铁线目前工程进展顺利,各线土建工程累计完成80%左右,多个已封顶的车站和移交的区间正在进行站内装修、机电施工和铺轨作业。开通后,广州地铁线网里程将达390公里。

  下穿高铁路基尚属国内首次

     据了解,九号线【广州北站~花城路站】区间隧道全长约1公里,由广东华隧集团负责土建施工。该区间盾构机于20158月始发,区间盾构由花城路站向广州北站掘进,在秀全大道与新民路交界处开始先后下穿京广铁路和武广高铁,其中盾构穿越铁路下方隧道长度约100米,需下穿设计时速350公里的武广高铁4条股道及站台雨棚、时速160公里的国家I级干线京广铁路6条股道等,而且盾构隧道顶部距铁路路基顶面最近只有7.9米,隧道外轮廓距高铁站台雨棚柱桩基础最近只有1.2米。换句话说,地铁盾构隧道距离高铁路基是“近在咫尺”,一旦施工稍有不慎,将会对繁忙的武广、京广两条铁路大动脉造成不利影响。

  

     地铁集团建设总部九号线土建项目负责人彭洪秋介绍,地铁隧道下穿高铁路基和无砟轨道在国内没有先例,更谈不上有任何经验可以借鉴。在该浅埋段上面砂层下面灰岩的岩溶区施工特别容易出现沉陷事故,将无法满足高铁沉降控制要求,使得盾构施工更是难上加难。

     据了解,此前武汉地铁11号线盾构成功下穿京广高铁是在高架桥段,即在两个桥墩下穿过。而此次广州地铁九号线是国内首条地铁隧道以浅埋敷设的方式在有溶洞的灰岩、砂层中下穿无砟轨道的铁路路基段的工程。

  首邀院士专家提前“会诊”

     九号线下穿武广高铁设计方案从形成、广铁集团报审、原铁道部批复、现场实施等历经了66次调整,经过院士和专家严苛的“会诊”把关,确保了设计方案可靠可行,为隧道的顺利贯通奠定了基础。

     据彭洪秋透露,早在2010年的九号线设计阶段,广州地铁集团就首次邀请了包括中国工程院钱七虎院士在内的10多位全国知名地质专家联手“会诊”九号线岩溶地质风险。与会专家认为九号线工程场地水文地质、工程地质条件非常复杂,广州地铁虽然完成了大量工作,但浅埋岩溶强烈发育的城区修建整条地铁线路在国内尚属首次,其中下穿铁路段是九号线建设风险最高的工程。

     为了确保盾构下穿武广高铁时万无一失,地铁集团在施工方案审查阶段慎之又慎。2011年在施工图设计阶段,由广州市住建委专门组织了中国工程院王梦恕院士在内的专家、广铁集团组织史玉新勘察设计大师在内的专家对方案进行审查。而广州地铁集团还组织了5次会议落实和完善专家审查意见。在广铁集团组织的专家审查会议上,最终确定地铁施工对高铁的沉降控制要求为不能超过5毫米,绝对不能出现隆起现象,远高于国家相关规范中的“盾构法隧道地表沉降控制值为30毫米”的要求。

  首次使用MJS加固技术

  彭洪秋表示,因目前的盾构施工技术无法满足高铁路基不得超过5毫米的沉降要求,甚至可能出现地层沉陷的巨大风险,为此,地铁参建各方研究出“先对铁路路基进行加固,盾构在加固体内下穿铁路路基”的方法,此举不仅可以保护高铁路基安全,还能实现沉降控制。

  

  

     “我们之前对国内常用的地层加固方法例如水平旋喷、WSS工法、水平袖阀管注浆、管幕法进行过多次比选,但要么受限于不能进入铁路范围进行加固、要么加固会造成路基扰动沉降,均无法满足要求。”彭洪秋介绍说,后来参考国外技术,通过创新技术和改造,采用了“全方位高压喷射施工法”(简称MJS),利用高喷射压力在地层内形成直径可达2米以上的桩体,通过实时监测地层压力,强制性排出废泥浆调控地层压力从而达到控制地表沉降。从201510月至201611月的时间里,盾构穿越武广高铁、京广铁路下方隧道约100米长的地层就累计完成了112MJS桩,完工日期从原计划20172月提前到201612月,为九号线盾构提前在春运前下穿铁路创造了条件。

     据了解,MJS工法此前在上海软土地区广泛使用,但在九号线所处的灰岩、砂层地区为国内首次使用,更是国内第一次进行水平桩施工。

  多方联动确保高铁安全

     彭洪秋表示,除了创新采用MJS技术对铁路路基提前进行加固处理外,在九号线下穿武广高铁期间,地铁集团还与政府部门、铁路、施工、设计、监理等各单位一起联动,最终确保了高铁运行安全和地铁施工安全。

     在应急救援方面,建立了以市政府为总指挥部的应急总指挥部,一旦出现可能影响铁路正常运行和需紧急疏散的事故,由市政府抽调相关部门参与进行联合救援和处理,同时还联合广铁集团建立现场应急指挥部,采取京广铁路轨道趟趟检,信号楼值班、应急物资准备、车间人员就近驻点待命等措施强化地铁施工期间铁路运营的安全管控。在技术改进和施工管理方面,通过使用比普通滚刀更高成本的整体式镶合金滚刀、环流系统增设碎石机等改进措施,实行业主、监理和设计人员24小时旁站制度,每天开展现场值班、数据分析和总结。此外,为监控铁路设施沉降情况,专门委托第三方监测单位对铁路道床、雨棚柱、接触网以每30分钟的监测频率进行24小时自动化监测,对异常情况及时预警,通过实时数据分析,为施工单位调整MJS、盾构施工参数提供基础。

  4条新线计划2017年底建成

     据地铁集团宣传部负责人许坤杰介绍,九号线飞鹅岭至高增段全长20.1公里,设飞鹅岭、花都汽车城、广州北站、花城路、花果山公园、花都广场、马鞍山公园、莲塘村、清㘵、清塘、高增等11座车站,其中,广州北站与远期八号线北延段换乘、高增站与三号线北延段换乘。线路覆盖白云区、花都区,建成后将为花都等外围组团的发展和区域经济的协调共进铺平道路,对支撑广州市城市空间布局调整和社会经济持续快速发展提供坚实保障。

     许坤杰通报,按照工期计划,九号线和四号线南延段、十三号线首期、知识城支线等4条线路均计划于2017年底建成,开通后广州地铁线网里程将达390公里。截至目前,九号线一期(飞鹅岭-高增)土建工程累计完成80%10座车站封顶,9个区间贯通,其中9座车站和3个区间已移交机电系统施工。四号线南延段(金洲-南沙客运港,全长12.6公里)土建工程累计完成85%,全部6座车站及6个区间已移交机电系统施工。十三号线首期(鱼珠-象颈岭,全长27.03公里)土建工程累计完成82%8座车站封顶,7个区间贯通,其中7座车站和4个区间已移交机电系统施工。知识城支线(新和-镇龙,全长21.9公里)土建工程累计完成72%8座车站封顶,5个区间贯通,其中7座车站和4个区间已移交机电系统施工。