绿色护航
解决环保超耗难题
党的二十届三中全会通过的《中共中央关于进一步全面深化改革、推进中国式现代化的决定》提出,聚焦建设美丽中国,加快经济社会发展全面绿色转型。穗莞深城际前皇先开段项目攻坚克难,通过科技研发、技术创新解决生态环保、施工困难等问题,致力打好“绿色低碳牌”,用心铺就“民生幸福路”。作为粤港澳大湾区城际铁路网广深主轴重要组成部分,穗莞深项目部将继续坚持以创新技术降本增效,加快节能降碳科技创新,强化先进技术推广应用,打造绿色城际建设先行模范。
穗莞深城际前皇先开段工程位于超级总部站至皇岗口岸站区间,线路长6.596km,设有2段盾构法隧道、2段矿山法隧道、1处工作井、1处明挖段。一工区线路全长3.436km,全线地下敷设,共设有1座明挖工作井、2段矿山法隧道、1段盾构隧道。盾构渣土处理问题一直是工程环保的重难点。其中3号工作井作为盾构基地吊装口窄小,盾构开挖直径达9.13m,每环出渣量170m³左右,若采用传统出渣方式,仅能容纳一台龙门吊作业,作业效率低下,能耗巨大。此外,长距离隧道使高耗能问题更为突出,亟待解决。
为同时满足高效施工和绿色建造要求,项目创新采用“水平+垂直皮带机”系统出渣,将出渣与管片、材料运输由一条线路分解为两条线路。该系统自动化程度高,可实现单线单用,连续作业,较传统龙门吊出渣提高工效达2.1倍以上。通过运用该系统,项目预计可缩短掘进工期约10个月,减少耗电量达128.73万度,可为近500户家庭提供一年的用电量。
盾构渣土运输至地面渣坑后,项目在场区地面新建盾构渣土处理系统,通过“振动、筛分、破碎、压滤”等工序,将施工过程中产生的盾构渣土最终转化为砂子、石子、泥饼和可重复利用的清水,实现了盾构渣土资源化、减量化的目标。通过CLA法对减碳效果进行分析,项目总渣土约为44万m³,采用本系统后二氧化碳当量总计减少可达3100多万,每立方米渣土减碳强度达70.77二氧化碳当量,相当于4棵树一年吸收的二氧化碳当量,减碳效果明显。
科技引领
攻克临海超深基坑
穗莞深城际前皇先开段一工区项目3号工作井长30.5m,宽33.5m,深57.75m(其中土层厚约36m,岩层厚约22m),施工现场位于深圳市主要交通要道滨海大道北侧绿化带内,是典型城市中心区超深盾构始发井,安全文明施工及环保要求高。同时工作井施工场地狭小、机械设备可操作的空间有限,施工难度极高。
项目组织专题技术研讨,综合外部多单位调研结果及专家意见,对症下药,化解建设难题。项目采用天泵+移动式接料斗进行主体结构混凝土浇筑,有效解决溜管支架搭设及调整困难、现场吊装难度大、浇筑易堵管等问题。施工工艺上,为克服地连墙因基坑过深容易塌孔的难题,项目采用临海超深基坑地连墙一次成槽技术,优化施工工艺流程为“引孔→抓槽→铣槽→浇筑”,提升了成槽和地连墙质量。
3号工作井设置2根高承载钢管混凝土立柱桩,单桩抗压承载力特征值近12万KN,相当于近800辆重型卡车的重力,且施工地层存在淤泥砂层,对立柱桩施工质量提出了挑战。项目从技术+施工双管齐下,采用“一次成孔,分段吊装,上下定位,一次浇筑”的整体施工工法,因地制宜采用抗盐膨润土制作泥浆,同时埋设长护筒,使得护筒先行穿越不良地质,为混凝土立柱桩施工加上“双保险”,保证了钢管混凝土立柱桩的垂直度及承载力。
创新驱动
钻透复杂超长隧道
穗莞深城际前皇先开段一工区项目盾构区间施工距离长,埋深覆土深,区间地层主要穿越全强中微风化花岗岩,全断面硬岩占比88.9%,上软下硬占比5.5%,全强风化占比4%,地质情况复杂。为了应对以上难题,项目通过实地调研学习,结合技术安全和工效可靠性分析,“量体裁衣”创新研制出集适应能力强、掘进效率高、施工风险低、设备故障少等诸多优势于一体的“施工利器”——“攻坚一号”和“攻坚二号”EPB/TBM双模盾构机,保障安全性的同时提高了施工效率,缩短盾构掘进工期约8个月。
隧道施工工程中,盾构区间地层裂隙水丰富,易喷涌,盾尾积水积渣严重,清理时间长。项目通过注浆施工护航建设地下安全,首先对连通水系的断层破碎带进行地面注浆加固,每间隔五环制作一次止水环,且在止水环之间进行二次注浆填充,控制管片背后的裂隙水流动。其次,使用真空泵及22kW大水泵,快速清理盾尾漏出的渣水混合物,减少人工清渣时间,提高隧道施工效率。
盾构施工还需要下穿既有地铁线,为保障下穿一次成功,项目创新采用HSP法、地质雷达扫描、自动化监测等数字化技术手段进行监控管理,通过掌握盾构掘进“关键数据”,实施监测确保隧道结构安全和施工进度可控。
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责编:田文佳、洪家易
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素材来源:穗莞深城际项目
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