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国内首例新管幕法施工“卡脖子”技术难点被突破

作者:陈佳茜   时间:2019-03-15   浏览次数:  【字体:

3月12日,在山西太原火车站,国内首例采用新管幕法施工的下穿通道工程又成功突破一个技术难点。

在顺利完成顶管施工下穿太原火车站之后,迎泽大街下穿火车站通道工程管幕结构第一环正式封闭成环,这意味着该工程风险最高、技术难度最大的施工环节成功找到了成熟的解决方案。

迎泽大街下穿工程包括下穿太原火车站的两条通道共计463米,其中暗埋段为两座长度为百余米的地下隧道。隧道采用新管幕法施工作业方式,在国内下穿火车站尚属首次。

采用新管幕法施工,前期已经将近40根直径2米的大型钢管顶入火车站下方,形成环形的管幕。本次施工就是要讲这些管幕环向打通,浇筑混凝土,让这些管幕固结成环。

“现在就是将这些钢管小通道分别切割、焊接,彼此进行“穿针引线”,连成两个类似手链形状的整体通道。之后绑扎钢筋,再整体浇灌混凝土,最终形成永久的坚固外壳,最后再开挖中间的土体,进行路面施工,最终形成下穿隧道。”太原项目部高级技师高才俊介绍。

钢管切割、焊接难度非常大。为了防止土方沉降,在顶管作业时钢管外壁已经进行了注浆加固,钢管外侧全是密实结构,没有间隙。这样,传统切割工艺无法使用,如果切割的钢渣没办法吹出,会堵塞切割喷枪。

因为是国内首例,无可借鉴性,为此,项目部多次邀请相关专家召开研讨会,并且实地实验各种切割办法,最终发现2种切割办法可以选择,一种是氧气乙炔切割,但是这种切割办法在切割过程中会产生大量烟雾,该项目管道直径仅有2米,切割形成的烟雾无法有效排除,存在安全隐患。

所以,最后选择碳弧气刨进行切割。这种碳弧气刨就是用石墨棒将钢管加热成液体,同时利用压缩空气将液体吹掉,在钢管上形成一条沟槽,最后将切割好的管板取出。这种手工碳弧气刨,灵活性很大,可进行全方位操作。可达性好,非常简便。且噪声小,效率高可以有效减轻劳动强度。

太原火车站历史悠久,历经多次站改和线路改造,路基下方地质十分复杂。在钢管顶进施工时,遇到过坚固的混凝土桩基、废弃的铁轨、枕木和砖石瓦块等障碍物,且地层中含水量大,钢管切割时进行障碍物破除过程中,对地层造成扰动,就会造成地表沉降,严重时会影响火车的正常通行,太原站的正常运营。为保证施工安全,项目部多次邀请专家论证,优化施工方案。

“我们现在是从中间往两边施工,这样中间第一环成型后,即增加了钢管的支护强度,又可以在左右两边就可以同时施工作业,增加了作业面。”现场技术主管刘晓笛说。

项目总工李腾表示,每次切割都严格按照规定尺寸切割。两个管道间土体开挖完成后立即安装钢板。同时,在安装钢板时,对超挖部分用砂浆充填,保证钢板与土体密贴性。安装支护过程中,并且采用50吨千斤顶做临时支撑,直至钢板焊接、支护钢管安装完毕后拆除。

在第一环管幕结构封闭成环后,就会形成台阶状的稳定结构,在人员安排上可以更加的合理,施工作业的效率更高。使封闭成环的三台阶稳固结构能够更加快速的成型。从而有效控制地表沉降,加快施工进度。

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