第2版:综合新闻
2019年06月11日 星期二
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地下30米处的“贴身”较量
——北京地铁16号线成功下穿运营10号线地铁站侧记

    通讯员  李焕科  胡  琦  本报记者  李美华

    正在建设中的北京地铁16号线与正在运营的10号线十字交叉,交叉点就是未来两条线路换乘的苏州街站。站在32米深的施工现场,隔几分钟就能听到上面的10号线列车奔驰而过。

    近日,两线交会重叠的30米终于打通,16号线“贴身”成功下穿10号线,也标志着由中铁十四局承建的16号线苏州街站主体结构施工完成。这30米是全线最困难的一段,历经两年才完全打通。这一段施工难度究竟有多大?

    两条地铁线交错相依的“鲁班锁”

    让我们把镜头定格在这里:北京海淀区苏州街,紧邻中国人民大学,地面车水马龙,路口的地铁10号线苏州街站开通于2008年,是当年的“奥运工程”。这条线路还是北京地铁的大环线,几乎串联起了北京地铁所有线路,自开通起客流量稳居头名,每天运送100多万乘客。

    北京地铁16号线是一条南北向骨干地铁线。在苏州街站,16号线将实现与10号线换乘。“两座车站站厅与站台相互连接,车站结构异常复杂。”中铁十四局项目负责人宋文波把车站的结构布局比喻成复杂的“鲁班锁”。

    相比10号线,16号线苏州街站更深。16号线的站厅层基本与10号线站台层在同一水平高度上。这样一来,16号线苏州街站的站厅层就被10号线车站分割成两段,形成南北两个端厅。

    16号线的站台恰好下穿10号线的站台,两线交会30米,位于10号线车站主体单双层变断面处,结构中心线与10号线结构变形缝几近重合。

    这段核心的30米还“贴身”下穿既有10号线苏州街站,10号线的底板就是16号线的顶板,两座车站之间没有缓冲地层。这30米是苏州街站最艰难的,也是全线最难的。打通这段只占据总工程量不到5%的30米下穿工程,历经了16道工序,持续了长达两年,集结了14家单位共同参与才完成。

    “每一项施工方案都反复推敲,每一项技术都是首次应用,每一步施工都步步惊心,两年来,每天大家的心都提在嗓子眼。”宋文波感慨地说。

    千斤顶“扛”起10号线

    正在运营的车站有着极为严格的沉降标准,施工沉降一旦超过2毫米就会引发预警,沉降再严重甚至会导致10号线停运,后果不堪设想!

    地铁下穿10号线就要开凿隧道,难免会产生震动,加上既有车站结构复杂、暗挖富水软弱地层等难题,而整个施工过程对苏州街站不能有丝毫扰动,这无疑是在“老虎鼻子上”动土,一度让建设者陷入两难境地。

    包括建设、设计、科研、风险评估、监理、施工在内的14家单位众志成城,力拔“虎牙”。“必须采取新方法、新措施、新工艺、新技术”,项目科技攻关小组一致认为。他们经过多方论证、调研,了解到千斤顶在顶升桥梁等工程中使用较多,取得了较好效果,地铁既有线顶升案例较少,而千斤顶相比之前的措施,能够更加灵活控制既有线沉降,且控制精度高,能够实时控制、可视化操作,同时能够监控顶升数据,机械化程度高,历经微量的反复调控,相比原来的注浆效果要“温柔细腻”得多。

    想象总是很美好,实现起来艰难何其多!

    千斤顶放置如何最佳?垂直放在冠梁上顶自身结构还是放到结构里顶部尽量靠近既有线?水平位置如何更好地支撑既有线?

    又是一场持久的“论证战”,无数个不眠之夜,图纸画了上千张,数据算了数百万,最终经过项目科技攻关小组反复论证后,决定将千斤顶放到结构里,位于既有线底纵梁下,且千斤顶距离既有线仅间隔一个30厘米厚的混凝土层。

    千斤顶安装完成后,如何保证千斤顶有效工作是另一个难题,这又是一场“攻坚战”。他们采取冗余设计,原计划为10台2000吨级千斤顶,后来改为20台1000吨级千斤顶,每两台并排设置,如果一台出现故障,另一台还能工作。同时千斤顶的位移传感器、压力传感器均设置两套,一套备用。

    “我们在千斤顶上安装了压力、位移传感器,能够实现沉降数值的实时传输。”项目总工程师李良伟介绍,经系统监测到一定数量的沉降后,“中枢大脑”智能控制系统会立即向千斤顶发出工作指令,20台“大力士”千斤顶就会同时发力,“扛起”10号线车站,同时灌注超细水泥浆填充间隙,达到主动控制沉降的目的,让下方施工得以正常进行。

    施工中,建设者创新采用桩基托换加1000吨级千斤顶主动控制沉降变形,这在全国是首次使用,为后续类似工程施工积累了宝贵经验。

    “超级玛丽”破解狭小场地难题

    苏州街站作为全线最复杂车站,除了下穿既有线外,还有一个特点就是施工场地极其狭小。苏州街片区是承载教育、商业、医疗、居住的成熟片区,每一寸土地都有不可取代的作用,然而修建地铁车站又需要大面积场地。

    “10多年前修建10号线车站的时候,这里就已经难以提供施工场地了,经过10年的发展,如今这里更是无处施展。”宋文波说,建设之初的施工场地问题,曾是困扰施工团队的最大问题。

    面对这样的情况,施工团队采取化整为零的思路,利用分布在十字路口各个方向的零星可用场地,将庞大的车站工程分解为若干个分项工程,通过6个竖井同步施工。

    “施工人员从不同竖井开挖,最终连在一起,构筑了一个超级地下空间。”宋文波打趣道,“从一个洞进去另一个洞出来,看到的是两个世界,这样的体验就像打游戏‘超级玛丽’。”

    在全体建设者的共同努力下,施工中未发生一起安全质量事故。经测算,施工两年来的平均沉降不足1毫米,受施工影响产生的形变比列车运行震动产生的形变还要小,保证了运营安全,圆满完成了既定任务。

    除16号线苏州街站外,中铁十四局负责施工的站后停车线区间轨行区也顺利贯通。施工方表示,其他附属结构及内部结构等各项工作均按照计划有序推进。

中国铁道建筑报