重慶地鐵四號線：81米的地下穿越
發布日期：2024-04-17來源：重慶頂管市政工程有限公司
“桐梓林主所2號豎井(接收井)已經看見機頭(巖石破碎頂管掘進機)了，即將貫通!”9月26日早上5點59分，集團公司重慶軌道交通4號線主所標施工推進微信群里，現場頂管監控責任人鄧義民即時發出了一條令人振奮的節點完工消息，標志著4號線主所標施工難度*大、危險系數*高的“卡脖子”單項重難點工程，歷時15天安全順利完成。集團公司承建的重慶軌道交通4號線二期站后主所標工程，共有桐梓林、干壩子兩個主所及供電外線路。其中桐梓林主所供電外線路，需要穿越龍駿大道主干道線路的地下頂管全長81,07米，施工工藝采用卓科巖石破碎掘進頂管機施工。
9月11日，頂管機從1號豎井始發，9月26日頂管機順利在2號井出洞。在整個頂管施工過程中，項目領導帶隊全程24小時值班監督安全和施工質量。在工程質量上，管道軸線、高程符合設計及規范要求,在安全管理方面，整個施工過程確保了安全零事故。“望著一望無際的遠山翠綠，我的心情難以平靜，興奮不己，因為我感受到了秋天獨有的韻味，感受到了豐收的喜悅。”在桐梓林外線路的施工現場，包保項目領導、項目黨支部書記譚永勝與身邊的聯合項目部項目經理李非凡高興地交流著。
超前諜劃，果斷選定機頂施工方案
桐梓林主變電所及外線路工程、改擴容工程，設計總長約3公里，從南方電網220KV觀音常變電站出線，沿環道道路走線至龍駿大道沿龍羽路走線至兩江大道后再穿越兩江大道進入新建桐栙林主所。整個外線路蜒曲折，跌宕起伏，穿越了崇山峻嶺及小溪河流，整個外線路長度超三千米，被劃分為G1至G86等86個施工點位，其中頂管施工段為G39至G40段。此段設計長度81.07米、埋深(向下掘進深度)17.10米、管徑1,5米，整個頂管聯絡通道將連接、貫通兩個深度分別約18米的電纜豎井。面對該設計線路穿越龍駿大道，道路交通旅客及貨物運輸流量大，道路淺層及中層的電力、通信、污水管道眾多的基本特點，設計里位及地勘里位*初的設計方案是采用人工頂營方法。但是施工現場的實際困難遠遠不止這些，建設者們經過實地調研、現場勘察及多方面分析，發現人工頂管的作業方式施工作業過程中，作業空間狹小，施工難度較大，危險因素較多，進度得不到保障等諸多潛在不利因素。
面對施工現場“四面楚歌”的現實情況，如何*大限度保障施工安全?如何突破傳統施工作業的“瓶頸”?如何把作業人員從重危險的作業環境中解放出來?如何提升該項施工進度?集團公司重慶軌道交通4號線二期站后工程指揮部領導憑借多年豐富的施工管理經驗，在查閱相關資料并咨詢了專業人士后，慎重建議運營管理分公司主所標項目部調整原來的人工頂管方案，考慮采用較為先進安全并且技術成熟的機械頂管法施工。
對于習慣了陸地施工、高空作業的集團公司建設者來說，地下17米穿越式施工可謂在整個集團公司的施工史上罕見。項目部經過實地調研、專家論證等必要程序后，*終確定采用巖石破碎頂管機頂管施工，從而書寫了桐梓林外線路G39至G40段
機械頂管的嶄新一頁。采用盾構(機械)頂管法取代礦山暗挖(人工頂管)是地下隧道工藝發展的趨勢，國內外已有研發和工程案例，可大幅度提升掘進效率。頂管施工技術*早始于1896年美國的北太平洋鐵路鋪設工程的施工中。我國較早的頂管施工約在上世紀50年代，初期主要是手掘式頂管，設備也較簡陋，我國頂管技術真正較大的發展是從上世紀80年代中期開始，1988年上海研制成功我國**臺土壓平衡掘進機。
桐梓林外線路采用的機械頂管設備，主要由可切削刀盤、快速支撐體系、物料運輸系統、半自動拼裝系統等構成的空間集約型模塊化頂管裝備集成。**次接觸這一新型工藝，聯合項目部項目經理李非凡在不同場合，反復強調了技術培訓和安全教育的重要性。在正式作業前，為更生動形象地做好技術交底，項目部在下發紙質技術交底的同時，配套制作了PPT、三維可視化的工藝動畫等操作指導方案，用更加生動、更加易于理解的方式向一線工人傳達技術要點、施工安全注意事項等關鍵施工技術要領。
技術加持，地下“蛟龍”昂首挺進頂管施工，是近年來推廣的一種嶄新工藝，為了確保這個“大家伙”的施工安全，項目組織專家對重大危險源和風險點進行排查，對各個風險點進行詳細地分析和論證，制定了糾偏控制預案及現場應急處置方案。頂進過程中，精確把控施工誤差，對異常數據進行監控分析，及時調整頂進速度、正面平衡壓力、角度位移及注水排漿速度參數，使路面及豎井沉降范圍有效控制在5m允許限值內，保證巖石破碎頂管掘進機以*佳的狀態進行施工挺進。
按照工作計劃，頂管施工必須在9月30日前完工，這就要求所有施工工序必須一步到位，杜絕返工現象。為提高工藝精確度，頂管機在掘進過程中，采用了激光導向控制系統。位于工作井后方的激光經緯儀發出激光束，調整好所需的標高及方向位置后，對準頂管機內的定位光靶上，激光靶的影像被捕捉到機內攝像機的影像內，并輸送到挖掘系統的電腦顯示屏內。操作者可以根據需要開啟位于頂管機內置式油缸進行伸縮，為達到糾偏的目的，調整切削部分頭部上下左右高度。在整個掘進過程中，甚至可以獲得控制整個管道水平、垂直向30mm內的偏離精度。
正所謂“千里之堤毀于蚊穴”，任何一個不起眼的工藝細節一旦出了問題，造成的后果往往是不可估量的。項目部在施工工藝細節上也毫不放松:管道接口的防水橡膠圈必須安裝;專業電工每天定時檢測電路、配電箱、用電設備;必須在管材的鋼套環上墊放鋼管保護套，防止鋼板割壞鋼絲繩:水泵抽水時候，有專人值守，防止水泵干燒等等，看似微不足道的小細節統統在安全技術交底中被專門強調，就是要讓技術人員和一線工人的默契配合，就是要保障細節上不出問題，不因一時疏忽影響工期進度。項目部物資部門也加強預判，多方加強溝通與調度，及時為現場施工提供商業混凝土等關鍵物資供應。頂管法施工在軌道交通施工中發出閃耀的光芒!局指領導、項目部領導時刻關注著桐梓林主所頂管施工，除嚴格落實領導帶班作業及專職安全管理人員跟班作業制度以外，在主所標施工推進微信群里，對現場反映的問題及時給出解答或解決，對關注的事項及時給予提醒與指導。
攻堅克難，挑戰*難頂管施工安全責任重于泰山，頂管施工運用眾多大型施工機械，對安全標準及其嚴格的。為確保萬無一失，9月9日至10日，項目部安排巖石破碎頂管掘進機進場安裝調試，做好準備工作。頂管工作井原設計是人工頂管工作井，尺寸僅為5.9米*3.4米，不能達到機械巖石破碎頂管掘進機(5.1米機頭+2.5米液壓油缸=7.6米)的安裝長度。*后靠采用小型液壓設備把頂管機往前推進1,5米，才能安裝設備正常掘進。9月11日，巖石破碎頂管掘進機正式從1號豎井始發，開工作業。
施工過程情況復雜，總會發生意料之外的安全隱患，為此，項目部做好應急預案，并提前預警演練，提高一線技術工人應對突發狀況的能力。9月16日凌晨4點，在頂進18節管時突發透水事故，造成設備被淹，施工現場人員克服困難，爭分奪秒安裝抽水設施，保證排水暢通，搶修項管機。施工現場突發大量滲水，滲水原因系頂管頂入巖石與地下水交界面，導致大量地下水突然沿項管管道噴涌而出。事件發生后，立即進行了施工地表沉降觀測，地表下沉僅1.5m，屬于正常沉降范圍，并對近期檢測數據進行了系統分析，**時間邀請設計及地勘單位到場實際調查，及時排除了此次透水事件的相關安全隱患，9月20日搶修好設備并對地質情況進行重新勘察后再次向前頂進。
之所以能夠順利消除安全隱患，得益于項目部未雨綢繆的應急預案、詳細的施工方案以及科學的施工計劃，滲水事故才得以化險為夷。在隨后的施工過程中，頂進到第25節管(長約50米)時，穿越到道路下填方區魚塘位置，由于巖石頂管機只“吃硬不吃軟”，施工速度緩慢，頂管機每隔施工幾小時，頂管工人克服機艙狹小空間，到前倉進行機頭黏土清理。歷經3天時間才掘進完魚塘地層16米，9月24日終于穿越完魚塘區域，提高了施工頂進速度。
9月26日早晨6點，頂管機出洞，兩天時間完成了16接頂管、長約32米的施工頂進工作。相比于人工頂管施工，在極大提升施工進度的同時，更全面保證了安全。“關鍵施工尚未全部完成，同志們仍需繼續努力!”在**個主所外線路的41節地下頂管勝利貫通后，9月26號下午15時，頂管機從桐梓林2號井安全品裝出井;9月26日晚上20時，開始拆除桐林豎井頂管內水管及清洗淤泥:9月27日早上7時，開始拆除桐梓林1號井井內頂管設備，同時注漿機就位:9月28日下午16時，桐林主所1號井頂管注漿施工完畢。夜以繼日的奮戰未有窮期，桐梓林和干壩子兩個主所正在加緊進行設備安裝調試，為了一個多月后的接觸網電通正在奮力沖刺著。9月26日晚上19時，頂管機安全抵達干壩子主所1號井，并正在進行前期施工準備。這又是一場新的頂管施工征程!(董志剛)
