先进的施工设施+实时监控保障地铁建设质量安全
发布时间:2020-10-10

  一廊三屏安全风险管理体系。

  ●姓名:复合式泥水平衡盾构机(盾头)

  ●战斗力:一天最多可挖直径7米、长10多米的隧洞,挖掉500多吨的岩土

  ●身高:盾构直径7.043米(超过两层楼),体长105米(相当于一辆8节车厢的高铁列车)。

  ●体重:700多吨(相当于100多头成年大象体重的总和)

  ●特点:高大、威猛、皮实

  ●专业特技:(1)海底挖掘,能承受巨大水压;(2)可伸缩摆动的旋转刀盘,有100多个削刀;(3)能“消化”高浓度泥浆,实现循环利用。

  ●姓名:三臂凿岩车

  ●战斗力:2米深炮眼一次三孔

  ●特点:安全、快速、易操控、噪音空气污染少

  ●专业特技:(1)液压传动成孔;(2)闭式油路系统,可实现低噪音、少废气少扬尘。

   厦门网讯(厦门日报记者殷磊 陈运军 林施?吴海奎 通讯员李琳 朱俊博 图/轨道交通集团提供(除署名外)新中国成立70周年的阅兵盛典气势恢宏磅礴,现场亮相的诸多新型武器装备,是守护国家安全的“国之重器”,给全世界留下深刻印象。

  在厦门地铁建设过程中,也有许多“重器”襄助——复合式泥水平衡盾构机、三臂凿岩车、复合式土压平衡盾构机、装配式安全防护平台、钻注一体机、超前小导管加工机、防水板挂布台车、湿喷机械台车……这些先进的大型施工设施设备各司其职,在硬件上有力地保障了地铁建设的质量安全。

  海底挖掘重器

   复合式泥水平衡盾构机

  ●盾构机中的“战斗机”

  ●2层楼高、8节车厢长、逾100头大象重,能实现泥浆循环利用

  2014年厦门地铁1号线开工以来,对于盾构机这种用于隧道挖掘的先进超大型设备,厦门市民已经不再陌生了。不过,地铁2号线过海段施工中应用的两台复合式泥水平衡盾构机,却不为广大市民所熟知。它们堪称盾构机中的“战斗机”,技术含量世界领先。正是倚靠它们开路,2号线隧道才穿过了那地质条件极端复杂危险的厦门西海域。

  复合式泥水平衡盾构机比一般盾构机更高大威猛。它的高度超过两层楼——盾构直径7.043米,体长相当于一辆8节车厢的高铁列车——长度105米,体重相当于100多头成年大象体重的总和——每台重量700多吨。

  复合式泥水平衡盾构机不仅个头大,还非常皮实。和陆上隧道挖掘不同的是,在距离海平面几十米深的海底挖洞,要承受巨大的海水压力——相当于每平方米摞着40辆小汽车。哪怕是铜皮铁骨,在这种环境下也要被压成饼。而泥水平衡盾构机却能轻松扛住这巨大的压力,还能钻洞前行。

  在地铁2号线服役的两台盾构机是量身打造的“定制版”,专门用来应付西海域复杂的地质状况。它前端的旋转刀盘具备伸缩摆动功能,上面安装有100多个类似于牙齿的削刀,每颗“牙齿”比成年人的手掌还要长。通过刀盘的转动将前端的岩石磨碎,盾构机一天最多可以向前挖掘10多米的距离,挖掉500多吨的岩土,在身后留下一个直径7米多的隧洞。

  复合式泥水平衡盾构机不仅能把前方的岩石磨碎吞进“肚子”,还通过各种“消化器官”,把这些高浓度泥浆进行处理、调整比重后再输送回开挖面提供压力,达到循环使用、确保施工安全的目的。这也是这种特殊盾构机名字的由来。

  盾构机要确保挖出的隧洞不会坍塌,每推进1米多,就要停下脚步,由工人操作拼装机,拼出一环厚厚的钢筋混凝土盾壳(管片),支撑起掘出的隧洞。而泥水平衡盾构机内部的拼装机更加先进,它用无线手柄控制,操作更方便,性能更可靠,可以更好地维持隧道稳定。

  2019年4月底,地铁3号线双十中学站至五缘湾站区间双线贯通。

  岩壁钻孔神器

   三臂凿岩车

  ●一次三孔的“多臂巨人”

  ●少扬尘低噪音,灵活高效安全

  地铁隧道的挖掘主要有明挖法、矿山法、盾构法等施工方法,分别适应不同的施工条件和要求。其中矿山法,就是像开矿那样,通过不断爆破,炸开岩层来开挖隧道。

  传统的矿山法施工工艺,是靠人工在岩壁上用风钻钻凿炮眼、装填炸药,然后实施爆破。对地铁施工来说,这不仅效率低下,而且安全系数低,恶劣的作业条件还会给施工人员带来身体上的伤害。为此,厦门地铁施工引入了岩壁钻孔的神器——三臂凿岩车。它具有钻进速度快、机械化程度高、噪音小空气污染少等优点。近日,记者在地铁3号线过海段的施工中就亲眼目睹了它快速凿开岩壁的英姿。

  在3号线过海段隧道深处的掌子面(注:开挖隧道的工作面)前,雄踞着一台身量修长的钢铁机械。封闭的驾驶室前部,伸展着三条巨大的钢铁臂膀,同时抵在岩壁上钻孔。没一会儿,三个深达2米左右的炮眼就在坚硬的岩壁上整齐地呈现出来。记者现场发现,整个过程噪音并不大,产生的粉尘也不多。

  项目负责人告诉记者,3号线过海段有约一半的长度需要通过矿山法作业掘进,整个过程初步估算要开凿50多万个炮眼。“如果是人工作业的话,不仅钻孔速度慢,我们还要花大量的时间为作业人员搭设辅助工作平台”。三臂凿岩车能够灵活方便地进出隧道,不需要特别的施工平台,而且它靠液压传动,成孔速度快,“比单纯人工作业效率高了一倍,作业人数只有过去的三分之一”。采用闭式油路系统设计的三臂凿岩车,作业时噪音小、废气少,也没有扬尘污染。有它在,过去隧道开凿炮眼时粉尘飞扬、工人满身灰土的情形完全看不到了。“最关键的是,操作平台距离隧道掌子面十几米远,视线开阔,易于观察围岩变化,可以防止落石伤人,安全系数要高得多”,这位负责人说。

  2019年5月28日,厦门地铁3号线岛内段最长矿山隧道右线贯通。(资料图/本报记者 王协云摄 )

  一次成型利器

   复合式土压平衡盾构机

  ●软硬通吃的“钢铁蚯蚓”

  ●自动化作业实现隧道一次成型

  地铁4号线经过的区域地质条件非常复杂。“工欲善其事,必先利其器”,为了能够确保顺利、安全推进,厦门地铁量身定制了大直径复合式土压平衡盾构机。这种盾构机比一般的土压平衡盾构机个头要大,开挖直径达到6.99米,总长约93米,总重约740吨。

  它的工作能力也比一般盾构机更强。它的最大推进速度为每分钟80毫米——这还不算,关键是它刀盘上装有2种以上的刀具,可以应对不同的地质状况,既能够破孤石、掘硬岩,也可以削软土、砂砾。

  这种盾构机就像只巨大的钢铁蚯蚓,由主机和后配套系统组成。“头部”的主机由刀盘、盾体、管片安装机、螺旋输送机和人舱组成,这是盾构机最主要的部件,盾构机全凭此挖土掘进,同时装好管片。后配套系统则由设备桥和台车组成,载着主控室、液压泵站、配电柜、变压器等重要配套设施,动力系统、控制系统、降温系统都在这里。靠着这些设备,它的掘进、出土、管片拼装等均为自动化作业,可以实现隧道一次成型。

  【解疑】

  ●问题一:地铁挖隧道穿过高层建筑下面时,会挖到地基吗?

  答:受地面条件限制,地铁规划线路难免会下穿建筑物,一般情况下,设计会采取压低线位来躲避建筑桩基,并采取针对性措施来保证建筑安全,同时建设方还会组织专家组对下穿方案进行论证,保证将对上部建筑物的影响控制在国家规定的范围内。

  ●问题二:为什么有的地铁站设有下行自动扶梯、垂直电梯,而有的却没有?

  答:每个站是否设置下行自动扶梯,是依照出入口人流量及出入口宽度大小来决定的。一方面,每个站点出入口的宽度不同,如宽度达不到设置上下行扶梯的条件时,则无法设置下行扶梯;另一方面,每个站点设置多个不同方向的出入口,人流量大的出入口设置下行扶梯,而人流量较小的出入口,结合实际情况和经济效益选择性不设置。

  此外,为了方便老弱病残及有其他需要的乘客出行需求,在每个站点都设置一台垂直上下的电梯供乘客使用。

  ●问题三:地震时可以到地铁站内躲避吗?地铁能够扛得住多大级别的地震?

  答:厦门地铁的结构是按照地震烈度7度设防,并按照地震烈度8度采取抗震措施,当地震在设防烈度范围内时,地铁内是安全的。

   【揭秘】

   质量安全监控

   有“第三只眼”

  24小时实时扫描全局,实现动态风险闭环管理

  地铁工程建设是一项复杂的高风险性系统工程,质量安全是工程的生命。在加快建设速度的同时,厦门高标准建设,始终把质量安全摆在各项工作的首位,强化安全风险管理,强化对工程建设五方责任主体监管,确保安全受控、质量达标。通过健全防范机制,推进标准化建设,严格督查考评,引导争先创优,努力让地铁这项百年工程成为新时期厦门城市建设的又一张靓丽名片。

  走进轨道集团一楼会议室里,映入眼帘的是一个巨型长方形曲面屏,屏幕被“一分为三”,最左侧区域显示多个施工现场的实时监控;中间区域是一目了然的卫星地图,密密麻麻布满站点信息,由绿、黄、橙、红多种颜色表示预警级别;最右侧区域则显示项目标段的具体信息,有针对性地对所在区间或标段进行评价和提示。

  实时监控,发现险情及时处理;卫星地图,预警评估重点盯紧区间站点;具体分析,总结经验讨论做法,为后续建设提供参照。这便是轨道集团所搭建起的安全风险管理体系,它作为质量安全监督的“第三只眼”,把控质量安全风险,使得质安工作事半功倍。

  这样环环相扣、层层相联的完善体系,从开发、研究再到逐步运行,用了半年的时间。而建立这个体系的团队更是精英会聚——由近30人组成的质量安全管理部(简称“质安部”),其中外聘常驻技术专家5人,购买安全风险管理咨询、第三方监测、质量检测、测量等第三方专业服务,建立起“厦门轨道交通工程建设安全风险技术管理体系”,聘请安全风险管理咨询单位,通过监测数据、远程视频监控、巡视等方式,每日进行综合评估及风险提示,做到动态风险的闭环管理。

  虽有智能系统的加持,但质量安全工作更需要人来把控。为此,轨道集团建立了统一、规范的“1+4”应急管理模式,即“一个应急中心”(轨道应急抢险中心)加“四个分区应急抢险队”(中铁建、中交、中铁工及中建四大股份公司应急抢险分队)。 2018年初制订演练计划,年内按计划完成应急演练220场,真正实现了应急有预案、有计划、有演练、有检查。