7月8日,随着首辆载客列车缓缓驶入车站,中铁六局参建的天津地铁4号线北段(小街站—西站站),开通初期运营。
作为集文化传承、艺术展示和城市功能于一体的特色地铁线路,天津地铁4号线北段(小街站—西站站)依北运河而建,共设置16座车站,线路串联起京津路沿线商圈和西站京津冀同城商务区。其中,天津公司承建了果园南道站及配套施工任务。交通分公司负责北仓站和延北、北果区间“一站两区间”施工任务,盾构区间共计全长3.7公里。
粉砂地层中的“毫米级”穿越
天津地处海河冲积平原,地下50米内广泛分布着高含水量、低强度的粉砂土层。“在这种承压水较高的地粉质地层掘进,就像在豆腐脑里掏隧道。”项目总工程师这样形容施工难度。交通分公司承建的3.7公里盾构隧道,需侧穿2座双向8车道高架桥、2栋高层住宅楼和多处老旧居民房,沉降控制精度要求达到“毫米级”。
面对流动的粉砂,项目部科学利用动态参数调控系统,在盾构机操作舱内,实时监测刀盘扭矩、土仓压力、推进速度等多项参数,根据地层变化,不间断优化调整盾构机掘进参数。
“当盾构机穿过金凤里小区时,我们将推进速度精确控制在每分钟20毫米,使土仓压力保持稳定,不能有任何波动。”盾构机长指着监控曲线说到。这种极致控制使地表沉降始终保持在0.5毫米内,相当于在30层高楼顶端放置一枚硬币的倾斜度。
隧道贯通后,项目部在盾构机接收环节创新采用“冷冻法+钢套筒”施工,在接收井周围打入198根冻结管,将零下30摄氏度的低温盐水注入管道,在松散粉砂中筑起厚达2.3米的环形“冰铠甲”,加固接收端地层,使洞门在破除时具有一定的强度和止水效果,并配合钢套筒合理平衡洞门结构内外的水土压力,为盾构机破壁而出搭建了安全通道。
“外科手术”式的车站施工
作为全线控制性工程,北仓车站的建设堪称一台台精密的“外科手术”:车站主体横跨京津路与北辰道交叉口,距北仓桥桩基仅6.8米,下方23条市政管线如同交织的“神经网”,包含光缆、医院双路供水等多条管网。
在距桥墩最近的B出入口施工中,项目部启用微扰动顶管工艺,采用偏心多轴刀盘式土压平衡矩形顶管机,通过多个单独的刀盘切削土体,并挡住开挖面土体,有效防止正面土体倒坍。7米宽的矩形钢制顶管机化身“地下穿山甲”,配备18组液压千斤顶,以每分钟20毫米的速度在双向八车道的高架桥墩下精准推进。
为避开距顶管顶部仅0.5米的燃气管线,项目部在管壁安装多个光纤传感器,结合BIM模型实现三维动态纠偏。当顶管机最终以3%坡度精准对接车站主体时,管线沉降量被牢牢锁定在1.2毫米内,保障了出入口上方道路安全。
在基坑支护中,项目部采用复合式SMW工法桩,将18米长的H型钢插入水泥土搅拌桩。这种结构像是给基坑穿上如“防弹衣”般的水泥桩体形成防水帷幕,280根型钢如“肋骨”般撑起支护体系。与传统围护相比,该工法减少混凝土用量1400立方米,缩短工期45天,更创造了粉砂地层深基坑单日开挖1.8米的施工纪录。
打好施工安全“组合拳”
果园南道站属于深基坑作业,最深处相当于往下挖六层楼的高度,且地质结构复杂、地下水含量丰富,车站距离邻近建筑物仅10.75米……如何同时保证深基坑施工和周围既有建筑物安全,成为摆在建设者面前的难题。
在每层土方开挖前,项目部进行人工探挖,以便及时发现渗漏点。开挖过程中,通过全方位监测和信息化管控措施,及时分析监测数据,精准指导下一阶段施工。在开挖大里程端头井基底位置时,面对基坑底部的涌水风险,项目部分析降水趋势,制定详细的分区降水、分层降水、按需降水方案,安排专人24小时盯控降水井水位、周边建筑物沉降情况,浇筑混凝土垫层,并加入钢筋网片,在降水井内更换大功率水泵,开启坑内第二层承压水减压井,实时分析降水数据,最终控制了坑内承压,确保项目安全施工。
由于果园南道站矩形顶管近距离下穿直径2000毫米雨水管线,净距仅730毫米,极易发生渗漏水风险。项目部严控顶管推进速度,保证顶管机正面土压力,减少地面沉降。严控同步注浆量和浆液质量,采用推进和注浆联动的方式,使每节注浆总量到位,确保顶管推进过程中,浆液均匀合理地压注,防止出现顶管上方管线沉降过大等情况。近距离下穿两根直径2000毫米的雨水管线,管线最大沉降量控制在16毫米以内,保证了道路正常通行和管线的安全。项目部曾荣获“中国中铁股份有限公司安标工地”等荣誉称号。
此次开通的(小街站—西站站)区段紧密连接了沿线政务、医疗、教育、商业等重要场所,有利于提高周边居民的出行效率,使天津市轨道交通网络得到进一步完善。(李沐霖)
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