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青岛地铁建设:打通“地质博物馆”

青岛地铁扶植:打通“地质博物馆”

2019-10-28 10:52:07新京报 记者:王姝

10月26日,全长3.84千米的青岛地铁2号线一期工程延长段正式开工,激发了不少青岛市夷易近的感慨。


他们记得,从1987年第一次提出青岛轨道交通筹划,到2009年首条地铁线开工,等了22年。不过,2009年以来10年间,多条地铁线路接踵开工,他们终于等来了轨道交通快速成长的新时期。


在青岛市勘察测绘钻研院副总工王殿斌看来,地铁2号线一期工程邮轮母港延长段的开工扶植,不仅可以赞助正在崛起的天下级邮轮母港打通交通瓶颈,更是一个标志,意味着青岛向“轨道上的城市”这个目标,又迈进了一大年夜步。“拥有快捷舒适的地铁,是青岛这座城市多年的贪图。然则,对付地质繁杂程度如同地质博物馆的青岛而言,地铁扶植的每一步,都在披荆斩棘”。


青岛地铁2号线一期线路图


地质前提“一米一个变更”


2016年12月,青岛市也是山东省首条城市地铁线路青岛地铁3号线正式通车。这之前,青岛市夷易近常常问一个问题:作为全国少有的海湾型城市,三面环海的青岛亟待低落出行资源,可为什么不停没有地铁?


青岛地铁3号线全线通车


在王殿斌看来,这个问题不难回答。“假如评比中国建地铁难度最大年夜的城市,青岛确定名列前茅”。


王殿斌回忆,早在1987年,青岛就已经开始操持地铁扶植。不过,因为各类缘故原由,青岛地铁扶植弃置了20余年,直到2009年11月,首条地铁3号线工程奠基,青岛开始向着“轨道上的城市”目标周全发力。


青岛地铁3号线开始铺轨施工。


然则,从奠基到正式通车,3号线用了6年半光阴,“跟其他城市比拟,3号线扶植速率烦懑,由于青岛的确便是一座地质博物馆,繁杂的地形和地质布局给地铁扶植带来了伟大年夜的寻衅”,王殿斌说。


青岛地铁3号线宁靖角公园站进出口


青岛属于范例的滨海丘陵城市,在经久繁杂的多种地质感化改造下,形成了上有性子各另外多种疏松土体,下有硬度不均岩体的多元繁杂地质情况,既有丘陵地带特有的地形起起伏伏、大年夜河小沟,又有水文地质前提繁杂的滨海区。而且,跟着城市化扶植的飞速成长,冲沟、古河道、浅滩等大年夜量原始地质信息被徐徐掩饰笼罩,导致地质信息越来越隐隐。


“青岛建地铁,便是在繁杂多变隐蔽的地质前提下,反复多次在硬岩、软岩、构造破裂带、性子各另外疏松土层、饱和富水砂层、大年夜河小沟、滨海浅滩和海底等多种不良地质前提下频繁‘穿越’”,王殿斌说,“可以说,一米一个变更,工程每推进一米,都极有可能碰到不合的地质前提,可能前半米照样坚硬的岩层,可是下半米,忽然呈现了一个掩蔽的浅滩、暗渠”。


中铁投资集团多年来介入过青岛多条地铁线路扶植,该集团地道专家朱家稳也用“地质博物馆”这个词,形容青岛的“地来天下”。


“原本以为青岛建地铁应该相对轻易,由于青岛的地质前提以花岗硬岩为主,这一点曾经被觉得是修筑地铁的有利前提。但在实际扶植中才发明,青岛地质前提的繁杂程度远远越过预感”,朱家稳说,青岛的花岗岩地貌属于“百变”花岗岩,以地铁2号线为例,每个标段的围岩环境都不合,有的地段相隔五米,围岩的硬度就能发生五种变更,几种围岩布局同时呈现,犹如“鸡蛋和石头稠浊”,施工难度可想而知。


而且除了花岗岩,还有安山岩、凝灰岩等等,今朝,青岛地铁沿线探明的已知岩石就有30多种。“青岛建地铁,相称于对青岛地质前提的一次周全‘体检’”。


铁路桥隧专家张建夷易近也觉得,地铁扶植最关键之处在于“治水”,妥善处置地下水以及饱和富水砂层等隐藏的“泥石流”。然则对付青岛地铁扶植来说,治水更是一个伟大年夜的寻衅,由于饱和富水砂层是青岛“地来天下”的紧张成员;近海地铁线路地质破裂带密布,不少破裂带都有“能量”“沟通”海水。


每条线路都有N块“硬骨头”


根据青岛市城市轨道交通线网筹划,青岛轨道交通远景年线网由18条线路(含两条支线)组成。繁杂多变隐蔽的地质前提是18条线路都必须面对的客不雅难题,此外,每一条线路还有N块自己必须啃下的“硬骨头”。


以首条线路3号线为例,这条拿下我国土木工程重大年夜奖项——詹天佑奖的线路,扶植历程中降服了诸多艰苦,如基岩以高硬度花岗岩为主,地质突变、节理、断裂带较多,地质“上软下硬”;山地丘陵较多,蹊径狭窄、波折、起伏较大年夜;从西往东,颠末繁华的老城区,人口浩繁、房屋密集、管道繁多,必要下穿、旁穿的文保修建较多等。


参加单位之一、中铁十七局集团一公司副总经理兼2标项目部经理秦志斌回忆,3号线扶植历程中至少打了六场硬仗:下穿115米胶济线,成功穿越康有为故居、朱树屏故居、小鱼山、海底天劣等文保修建群,泉李区间经由过程李村子商圈修建群等等。每一场硬仗,在当时看来都是难以超越的障碍。比如下穿115米胶济线,昔时,青岛地铁联合项目部组织海内资深专家对下穿胶济铁路规划进行把脉,确定了下穿地道先搭设115米大年夜管棚作为支撑体系,后在胶济线架设钢便梁的规划。施工方使用晚上列车不运行的一小段光阴距离施工,终极成功下穿胶济线。


青岛地铁3号线泉李区间贯通


去年贯通的青岛地铁1号线海底地道,被形容为海下88米的事业,创造了三个记录:海内首条地铁海底地道、海内最深的海底地道和最长的地铁海底地道。此中,地道海疆段长度约3.49公里,并不算长,然则从2015年9月动工到去年11月贯通,用时3年多,相称于每年只打通了约1公里。


施工单位项目经理胡红星回忆,1号线海底地道贯通的那一刻,所有施工职员都长舒了一口气,紧崩了一千多天的神经终于放松下来,“施工难度异常大年夜,最深处比胶州湾地道还要深,距海平面88米,以是地道上方每平方厘米至少遭遇8.8公斤水压,相称于地道每延米遭遇300辆小汽车的压力。而且整条地道穿越18条岩石破裂、地下水量富厚的断裂破裂带,稍有掉慎就有海水突涌、围岩垮塌的危险”。


青岛地铁1号线海底地道贯通


胡红星说,为准确预判软硬岩层散播环境、缝隙环境、夹层泥土散播位置及渗水部位,1号线海底地道综合运用了TSP地质超前预告系统、超前地质钻孔取芯、孔内成像、高分辨直流电法、地质雷达法、红外线法、地质素描等多种手段,“老例的地质勘探,只必要用2-3种手段判断即可,而我们综合应用了6种规划,远近结合,互相验证,力争对前方的岩层进行一个周全准确的阐发。”


海底地道修筑措檀越要有钻爆法、沉管法和掘进机法。因具有适应性强等诸多优点,钻爆法是主流措施。但在青岛地铁1号线海底地道施工中,碰到了新环境。


1号线海底地道与胶州湾海底地道平行,相距仅150米。“这么近的间隔,假如爆破的力度掌握不好,很有可能对正常运营的胶州湾海底地道造成极大年夜影响”,胡红星回忆,技巧职员反复钻研爆破施工对胶州湾海底地道布局的振动影响规律,谋略海底地铁地道合理的爆破施工参数,终于得出一次起爆药量、单段起爆药量、最大年夜爆破轮回进尺等主要参数的节制指标,“在爆破时,我们都是多打孔、少放药,节制爆破的振速,先爆破岩石内部,然后再逐层向外爆破,终于将爆破对胶州湾海底地道的影响降到了最小”。


去年底开始运行的青岛地铁13号线和在建的8号线,施工难度不亚于3号线和1号线。


 8号线串联起青岛主城区、红岛和胶州市,险些连起青岛所有地铁线和紧张交通枢纽,被喻为“上高架、穿地下、过大年夜海”。线路不仅多次下穿铁路、国道、省道、高速路、桥梁、居夷易近密集区等,还要穿越河流、滩涂和海疆,尤其是市不雅区间,约两千余米下穿滨海浅滩虾池、海参池。


青岛地铁8号线完成高架段上跨桃源河


13号线整个位于西海岸新区,全线穿越上软下硬不良地质或单薄围岩多达88处,开挖历程中极易发生地表沉降、路面断裂、坍塌等问题,且周边情况繁杂,要穿越6条河流,下穿44处修建物。分外是13号线井冈山路站—嘉陵江路站区间,间隔海岸线近来仅约17m,穿越碎裂岩,与海水存在连通性,对付工程扶植十分晦气。


青岛地铁13号线


为降服13号线地道涌水的工程难题,青岛地铁集团多次约请海内势力巨子专家咨询指示。2016年8月,已故闻名地道及地下工程专家、中国工程院院士王梦恕受邀来到扶植中的13号线,他当时指出,13号线离海太近,施工难度在海内是最大年夜的。


青岛地铁13号线车站


“王梦恕院士现场把脉,对混凝土历久性设计、地道防排水规划、注浆堵漏步伐、防海水腐蚀材料等进行了周全深入的论证钻研”,青岛地铁集团总工程师迟建平说,经由过程采纳系统的深孔注浆工艺及先辈的注浆材料,13号线终极霸占了地道涌水的难题,“去年底通车以来,地道洞内干燥无水,取得了优越的工程和社会效益。王梦恕院士假如知道,必然很兴奋”。


青岛地铁13号线俯瞰


“豆腐”里成功雕出了花


迟建平回忆,王梦恕生前异常关心青岛地铁扶植,数次到青岛考察,他曾经用“豆腐里挖地道”、“豆腐里雕花”,形容青岛地铁扶植的难度,并且为青岛地铁扶植开出了“药方”——“立异”。


“‘立异引领’不停是青岛地铁扶植的强力引擎”,迟建平说,青岛地铁自开建以来,在地道掘进、减震降噪、爆破震荡等领域,采纳了多个新技巧、新设计、新设备,多项达到国际领先水平或在海内首次采纳,“地铁在哪里施工,哪里就有新动能在发达发展”。


来青岛前,中铁十二局集团有限公司青岛地铁四号线土建01工区项目经理安振超介入过多个城市的地铁扶植,见多识广,不过,青岛地铁采纳的不少新技巧、新设计、新设备,仍令他惊奇。


青岛地铁博物馆陈设的一张图片,就给安振超留下了深刻印象。一个身长近百米、形如“小火车”般的“大年夜家伙”,从从青岛地铁2号线高雄站地下30多米深处“破壳”而出。这张图片记录了青岛地铁扶植的一个紧张时候,2016年8月3日,青岛地铁2号线首个TBM区段——高(雄站)海(安路站)区段右线提前20天贯通。


形如“小火车”般的“大年夜家伙”,学名为“紧凑型双护盾(DSUC)TBM”。不过,见过它真容的青岛市夷易近,为它取了“穿山甲”、“钻地龙”等又名,“又名更能形象描述它的功能,不论什么岩石,碰到它都邑‘服软’,掘进速率是老例钻爆法的3到5倍”,安振超说,这是青岛地铁集团联合中船重工集团“看风使舵”,针对青岛独特的地质前提研发的一台地道掘进机,并以此为根基形成了设备制造、土扶植计、施工、应急治理等的成套技巧,“2号线在海内地铁领域首次成功利用该技巧,小试牛刀之后,如今这套技巧在4号线等各条在建线路上大年夜显武艺,青岛地铁应对繁杂地质状况、加快施工进度的信心更足了”。


TBM


安振超说,一项被比喻为“在豆腐里掏洞”的技巧,也给他留下了深刻印象。


这项技巧办理的是青岛地铁扶植中的减震降噪难题。青岛地铁集团联合高校和科研院所,将利用于国防军工领域中的喷涂型高分子减振材料颠末改进,在地铁工程中进行利用试验,开拓出粘弹性约束阻尼新材料和新工艺,专用于地铁地道减振降噪,取得具有完全自立常识产权的科技成果,经剖断达到国际领先水平,并得到国际发现专利。


已经开通的3号线和13号线,也有多项技巧填补了海里手业空毛病。


3号耳目夷易近会堂站至汇泉广场站区间借鉴国外埠道的履历,立异性采纳了单层锚喷衬砌支护,以及基于可降解生物材料的新型防排水体系,填补海里手业空缺,成为青岛地铁甚至全国地铁最具特色的区间地道之一,既能包管布局的强度和历久性,又达到节能、环保的效果。


人夷易近会堂站斜井


传统的地铁施工中,安然监管大年夜多由人力来完成。然则在地下地道里,人的目视间隔只有50米阁下,假如要对轨行区实时全程监控,每隔100米就要支配人力。13号线则采纳了“聪明云平台”,集轨行区全程视频监控、地道内外语音通信、职员机具实时定位、车辆运行临近报警、交叉施工虚拟安然防护、限速区域设置和超速报警、手机客户端治理等功能于一体,对付传统地铁施工治理中碰到的每个问题,都有响应的办理对策。“聪明云”上岗,13号线施工中节省人力资源上切切元,总工期节省近6个月。


安振超说,在青岛建地铁,是一段可贵的经历,“从青岛地铁走出去的,基础能满意海内其他任何一座城市的地铁扶植要求,由于这里的扶植前提足够繁杂,施工技巧基础席卷了海内领先的所有工法,切实着实是在豆腐里雕花。到现在,青岛开通了4条地铁线路,成功雕出了4朵花,信托未来还能雕出更美的花”。


青岛地铁11号线


编辑 彭启航


 


滥觞:新京报原创

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