中铁隧道集团创造重庆轨道交通建设新速度
2016-07-29
五号线全长39.75公里，穿越主城6个行政区，是重庆由北向南的骨干线路，由重庆市轨道交通集团建设、中国中铁BT投资、中铁隧道集团土建总承包，开创了国内轨道交通建设的先河。全线区间隧道多次穿越地铁、铁路运营线以及各种建筑物，沿线管线密布、场地狭窄、征拆艰难，施工难度国内罕见。
仅用800余天，中铁隧道集团建设者就实现了区间隧道贯通，TBM最高月掘进550米，创造了重庆轨道交通建设的新速度。
专业队伍做专业的事
轨道交通五号线的建设一直牵动着社会各界的心，得到了重庆市发改委、建委等相关部门的关注与大力支持。重庆市轨道交通集团领导心系五号线，多次主持专题会议研究解决重大难题，对五号线建设的总体推进起到了重要作用。
中铁隧道集团是我国隧道与地下工程领域专业队伍，参与了全国30多个城市的轨道交通建设，尤其在重庆市场扎根20年。五号线是该集团首次采取总承包模式进行施工，对于管理和技术而言是一种挑战。
“重叠”隧道
冉家坝站～大龙站区间左右线上下重叠，最小净距离仅1.5米，国内罕见。大龙山～大石坝区间也为重叠隧道，最小距离只有1.23米，下穿居民小区，而且有弯度、有坡度，施工难度大。建设者在加大对下部隧道二次注浆的同时，采用同步支撑台车对下部隧道进行支撑，台车与上行隧道TBM同步移动，有效确保了施工安全。
“悬浮”隧道
山城重庆位于丘陵地带，地势起伏频繁。随着城市建设的快速发展，一些沟壑里常常被建筑渣土填满。一位工人调侃说道：“自从进了回填土段，就像人走路一脚踏进了淤泥里，越走越累、越走越慢。”“悬浮”隧道的叫法不胫而走。
园博中心站～丹鹤站区间回填土段平均厚度40多米，最深处达到60米，最高日涌水量达2万立方米。贯穿其中的隧道就像是“悬浮”着一样，施工风险很大。建设者将城市高架桥的做法引入隧道施工，在不足1000米的范围内，打下了1620根桩基，成功将隧道托起。
和睦路站～人和站区间隧道穿越470米的回填土段，且下穿燃气主管道和市区主干道金开大道。施工中，遭遇突涌水3次。建设者采用三台阶预留核心土法进行施工，同时为燃气管道增加控制闸阀，历经383天艰难通过，现场工人自嘲是建设最“慢”隧道。
“地下迷宫”
人和站～幸福广场站区间开挖断面达440平方米，为目前国内在建轨道交通工程最大跨度暗挖区间隧道，日涌水量高达4000立方米，工作面达18个，包含单洞单线、单洞双线、单洞三线、双联拱、单洞四线等不同大小的断面形式，大洞套小洞，洞中有洞，新来的员工一不小心就在里面迷路，堪称“地下迷宫”。建设者采用了九步开挖法、双侧壁导坑法等几乎所有暗挖隧道施工方法，在眼花缭乱的工法转换中成功实现洞通。
TBM穿越既有运营线
五号线作为中铁隧道集团目前在建最大项目，该集团将此项目作为展示国家队专业技术优势和施工管理能力的良好平台。为此，该集团挑选了综合素质高、管理能力强、业务技能精的优秀管理和技术人员、队伍进行项目施工管理，强化现场检查监督。中国中铁重庆地铁建设指挥部精心组织指挥，加强现场指导，确保了五号线快速施工和节点目标的实现。
TBM是我国隧道施工的先进设备。中铁隧道集团目前拥有80多台TBM，积累了20多年的丰富施工经验，在国内处于领先地位。其中仅重庆轨道交通五号线就采用5台复合式TBM、2台单护盾TBM施工，穿越8个区间，掘进11.3公里，占地下区间总长度25.8公里的44%。
在TBM设备的管理和使用上，中铁隧道集团有关负责人表示：“作为国家专业队伍，我们必须迎难而上，攻坚克难，创新突破，探索出一条新路来。”
TBM穿越轨道运营线
2015年11月6日，重庆市轨道交通一号线如往常一样运营，列车经过歇台子、石桥铺站时，熙攘的人群上上下下，丝毫没有感觉到地下2米处，五号线一级重大风险源被成功攻克。
五号线区间隧道4次下穿、上跨既有运营一号线、六号线，横向最小净距0～6.3米，竖向最小间距1.66米。其中歇台子站～石桥铺站区间隧道下穿运营中的轨道交通一号线，左右线隧道双线下穿，曲线半径均为500米，隧道与左、右线净距分别为4.19米、2.37米，国内罕见。
建设者调整掘进参数，做好TBM姿态控制，同时采取全圆管片二次定向定量注浆方式加固地层，减少既有线变形与沉降。控制重达500多吨的TBM成功下穿，沉降量仅为1.2毫米，专家称之为“完美穿越”。
TBM穿越铁路运营线
五号线与渝怀、渝遂、兰渝3条铁路6次“亲密接触”。其中大竹林出入段线～人和站单护盾TBM隧道依次上跨渝怀线中线隧道、井口～江北客站二线隧道、渝怀铁路井口～重庆北改线隧道3条既有铁路线。区间隧道与既有铁路隧道竖向净间距4.25米～11.81米，影响长度范围10.89米～39.5米，其中最小净距4.25米，属Ⅱ级风险源。既有铁路监测标准要求高。
TBM上跨既有铁路线过程中，施工人员选择掘进参数遵循“四低一连续”即低转速、低贯入度、低推力、低扭矩、连续掘进的原则，尽量减少刀盘对地层的振动和扰动，确保水平收敛和拱顶位移均在5毫米以内，轨道沉降在2毫米以内。
此外，中铁隧道集团还根据地质条件发挥传统钻爆法的优势，多次成功穿越既有运营线。其中幸福广场站～冉家坝站区间与既有轨道交通6号线平行并上跨通过，平行段距离6号线最小净距15米，采取钻爆法施工；上跨段距离6号线最小垂直距离不到3米，采取非爆破上下台阶法施工。
新技术新工艺成功运用“志之所向，无坚不入，锐兵精甲，不能御也。”五号线沿线大多处于繁华商业区，下穿军工厂、医院、住宅、水库，以及燃气管道、通讯电缆、地下水道等市政设施，施工难度很大。中铁隧道集团总承包部常务副指挥长吴显金介绍，正是秉承这种矢志不渝的坚强信念，他们在较短时间内攻克了一项项技术难题，引领城市轨道交通建设发展方向。
非爆破工艺
大石坝站洞口段下穿长安工业厂房及蓝箭宾馆，周边医院、住宅区环绕。设计爆破振速上限为每秒1厘米。经过多方调研后，建设者为了尽可能降低爆破带来的震动影响，率先采用非爆工艺，实现了振速低于每秒0.8厘米的突破。
同时，他们针对多处涌水大的情况，对隧道衬砌工艺进行革新，采用“止水带保护槽”的方法，一举攻克了隧道壁渗水漏水的顽疾。
给隧道戴上“安全帽”
凤西路站长219.8米，埋深16米~18米，需下穿川渝交通要道——成渝高速公路，且位于回填土段。确保隧道安全质量成为重中之重。
一种国内新工艺“双层初支叠合拱盖法”被提上日程。中铁隧道集团建设者反复论证、推敲，多次修改设计方案，成功掌握了该工法。
“拱盖法”较传统双侧壁导坑法减轻了对围岩的扰动，增加了50厘米的“拱盖”，相当于给隧道戴上了一层“安全帽”。“你在高速上跑你的车，我在隧道里干我的活儿”成为五号线建设中的一道奇特景观。
“移动沉淀池”
TBM施工需在井口修筑固定三级沉淀池。沉淀池每10天清理一次，每次需3人~5人，清理时需停工1.5天，制约了施工进度。建设者通过改进，将洞内排污管接至渣斗车中，经渣斗过滤后，再流入固定沉淀池，每天只需用龙门吊将渣斗车清理即可，随满随起吊。
改进后，项目从进场到完工只需清理1次沉淀池。一线工人称之为“移动沉淀池”，经过“筛选”的水还可以重复利用，有效保护了环境，此方法在全线得到推广应用。
“出渣漏斗”
TBM在掘进过程中产生稀泥性渣土，对现场文明施工、环境保护及渣土运输都是极大的考验。为了保证文明施工，减少对环境影响，建设者对出渣车进行车身密封改造，在车身上部设置了出渣口，被戏称为“出渣漏斗”，彻底避免了上述“烦恼”。该项改进设备已获得国家实用新型专利。
中铁隧道集团在信息化施工方面也探索出了一条新路。五号线率先引入先进的建筑信息模型（BIM）技术，开展了艰苦的技术论证和试验应用过程，取得了两项软件著作权、4项发明专利。该技术有效避免了设计的误差、过程的返工和材料的浪费，成为工程建设领域今后发展的必然方向。
