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顶着停机坪和跑道在卵石层里打洞,这操作国家队级别的!


10月28日,由中国铁建大桥局承建的成都地铁10号线二期工程隧道成功下穿双流国际机场后顺利贯通,这是我国首条在富水砂卵石地质环境下下穿运营机场的地铁隧道

CCTV1新闻联播、CCTV2财经频道、CCTV4中国新闻及新华社、四川省电视台等进行了全面报道。

盾构机下穿机场已经不是啥新鲜事了,但此次在成都双流国际机场下完成穿越却大有说头。下面是成都地铁10号线盾构机的“下穿机场历险记”,看看到底有啥不一样?

下穿之旅不简单

▲区间隧道施工平面示意图

顶着停机坪和跑道难度系数★★★★★

成都双流国际机场是我国八大区域枢纽机场之一,中国内陆地区的航空枢纽和客货集散地,开通航线270条,通航国内外209个城市,年吞吐量近5000万人。

担负掘进任务的盾构机需下穿5条滑行跑道及6个停机位,隧道顶部离地面离小埋深仅8米,站在地面就能感觉到盾构刀盘旋转的震动。

施工中还面临着机场不停航,平均2分钟就有一架飞机起降的挑战。大型客货机对地面荷载巨大,比如一架空客A380客机降落时地面荷载瞬间可达600多吨,相当于十多辆满载50吨的重型卡车同时驶过的压力,压力传导极易造成盾构隧道围岩变形,导致地面沉降,影响机场运营安全。

不止这些,机场建设及民航规定要求也相当严格。

一般情况下,盾构下穿普通建构筑物沉降控制要求在30毫米以内,而根据我国民航规定,机场跑道沉降需控制在10毫米以内停机坪范围内不能通过以往打井的方式进行降水,只能通过技术手段将盾构机“牙齿”附近的压力维持到相当于23米水下的压力以将掌子面支撑柱,防止垮塌。

在区间隧道施工中,盾构机还要穿过中航货站、4根给飞机供油的航油管、燃气管道、供水管、污水管、登机廊桥,距离管道最近处仅4米

让盾构机这个庞然大物在如此重要的机场完成难度系数这么高的下穿,可谓是“压力山大”,好比是在“刀尖上跳舞”!

▲已贯通的隧道

在卵石里打洞“牙口”硬如钢

成都双流国际机场下面是富水砂卵石地层,不仅含水含沙量高,稳定性很差,而且卵石特别多,占到70%。据介绍,小的卵石只有玻璃球大小,大的有十几个篮球那么大

在这种地质下进行掘进施工,对盾构机器的“牙”(刀具)磨损严重,一般每500米至800米之间就更换,同时也很容易扰动地层造成沉降,施工安全风险极高。

▲盾构机安全出洞

国家队级别操作 保驾护航
量身打造“地下航母”

改良刀具形式、结构和材料工艺,为盾构机装上了特殊材料制作的“耐磨牙”,使其既能轻松“咬碎”大的卵石,又能巩固土层,防止沉降。

这种刀具改进方法及刀具配置优化方法获得了国家技术发明奖和多项国家专利。


巧用冷冻法施工

采用冷冻法进行联络通道施工,将富水砂卵石地层变成像高原冻土一样,再进行掘进施工,规避了垮塌风险。


充分应用前沿科技

应用建筑信息管理(BIM)技术模拟盾构在该地段下的掘进状态,建立计算模型,分析盾构穿越中的地表隆起和沉降,并开展下穿滑行跑道试验段试验,对掘进参数、监测数据、影响掘进原因等进行分析总结,制定了详细的施工方案。此外还使用地质雷达定期扫描周围的空洞,及时排除安全隐患。

技术员监测盾构机掘进施工状态

就这样,盾构机每天18米的速度“啃咬”前进,最终安全出洞。经现场监测,机场地面工后累计沉降控制在3毫米以内,跑道地面沉降控制在1毫米以内,还不及1元硬币的厚度,真正做到了为机场护航,为乘客保驾

成都地铁10号线二期工程全长约27公里,是一条重要的枢纽连接线及外围快线,主要服务于成都主城区与新津县的快速联系,并兼顾服务机场客流,是一条具有市域快线和机场线双重功能的复合线。


编辑策划:集团公司党委宣传部

供稿单位:二公司 

供稿员工:陈树青 潘汝峰 向莉莉 等

主办单位:中国铁建大桥工程局集团有限公司党委宣传部(企业文化部)

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