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地下長龍秘事多 沈陽建設國內最大地鐵站 [推薦]
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2010年9月27日，沈陽市民期盼多年的地鐵夢照進現(xiàn)實。地鐵生活，正躍下圖紙，向我們疾馳而來。五年的奮斗歷程，一座古城見證了一個奇跡!善于創(chuàng)造奇跡的沈陽人，在東北大地上成功建起了第一條地鐵線，展示了一座城市完美跨越的宏偉氣魄。地鐵生活，將呈現(xiàn)更多的美好，生活于其間的人們也將感受更多的“幸�！�。幸福背后，更多的細節(jié)透露沈陽地鐵的品質。沈陽地鐵，這幅城市向下深耕的壯美畫卷背后，隱藏著多少鮮為人知的秘密?請看本報記者為你揭秘!
五種施工法齊上陣“對付”復雜多變的地質
修建地鐵，沈陽的建設者們必須對付復雜多變的地質條件。敢于啃硬骨頭的這支“鐵軍”，在地下長龍行進的過程中不斷創(chuàng)造地鐵建設史上的“第一次”。
根據(jù)地質勘測，沈陽完全具備建設地鐵的條件：沈陽工程地質條件較好，地鐵沿線為黏性土、粉土、中砂、粗砂、礫砂、圓礫土。
但是，水文地質條件對修建地鐵十分不利：沈陽市地下水豐富，含水層分部廣、厚度大、滲透性強，降深5米時單井抽水量就能達1000~5000立方米/日，且地質分布都為中粗砂，遇水極易坍塌。這在國內是極為少見的。有人稱，“沈陽地鐵好比在海邊沙灘上挖坑建工程”。
降水處理，成為建設者必須破解的難題。據(jù)了解，沈陽地鐵一號線沿線共打施工降水井近5000眼，并鋪設了4公里長的倒流主排水管，將抽上來的地下水“還給”地下。在高富水砂卵石條件下，用暗挖法修建地下車站、隧道，在國內尚無先例。
所謂“暗挖法”，俗稱礦山法，即利用施工豎井在地面下進行施工作業(yè)。先采用鋼拱架加噴射混凝土，作為洞室的初期支撐保護，然后再進行二次襯砌。這種方法工藝簡單靈活，無需大型設備，施工時對道路交通基本無干擾。
工程地質和水文地質條件、環(huán)境條件、道路交通要求、市政管線的布置和結構、埋置深度、施工場地等具體條件，在不同的工程標段千差萬別。暗挖法，僅僅是沈陽地鐵采用的施工方法之一�？傮w來說，沈陽地鐵施工方法，還有明挖法、蓋挖法、盾構法、NTR工法等。
明挖法：就是人們常見的大開挖的方法，其優(yōu)點是施工作業(yè)面多、速度快、工期短、易保證工程質量、工程造價低。在地面交通和環(huán)境條件允許的情況下采用較多。
蓋挖法：在路面交通不能長期中斷的道路條件下修建地鐵時，在地面完成支撐保護結構施工，然后利用深夜交通流量小的時間進行開挖作業(yè)，并用鋼梁及路面蓋板覆蓋路面，保證交通暢通，在其下進行地鐵結構施工。
盾構法：在盾構機鋼殼體的保護下，依據(jù)其前部的刀盤或挖掘機開挖地層，并在盾構機殼體內完成出渣、管片拼裝、推進等作業(yè)。主要用于隧道施工。
NTR工法：先做骨架后挖土的施工方法，具有施工過程中地面沉降小、不影響地面正常交通、無需道路改建、無需管線改接，從而不發(fā)生斷電、斷水、斷煤氣，基本不產(chǎn)生噪聲，不影響居民正常生活等優(yōu)點。在沈陽地鐵二號線新樂遺址站開始國內首試。
多種施工法齊上陣，沈陽地下長龍日復一日向前推進，奇跡隨之一個個誕生：
沈陽地鐵一號線小什字街站――滂江街站區(qū)間隧道施工時，盾構機掘進3052米寶“刀”未損，創(chuàng)下目前國內全斷面砂礫層盾構地鐵隧道施工最長段的新紀錄。而在施工之初，國內專家得知這一區(qū)間地層具有含水量高、砂卵石含量高、卵石強度高的特點后，認為在這種地質條件下盾構機掘進施工最多600米就必須更換刀盤、刀具。
在地鐵中街站，盾構機地下調頭，也屬全國首次。
“沈陽造”盾構機 家門口鉆泥渡水
2008年4月30日對沈陽地鐵來說，是一個特殊的日子，地鐵工程建設第一次用上了沈陽人自己造的盾構機。由北方重工集團研制的 “沈重9號”暨“振興1號”土壓平衡盾構機正式投入到地鐵建設工程中，這是沈陽地鐵自開工建設以來投入使用的第一臺沈陽本地企業(yè)制造的盾構機。此前，沈陽地鐵施工現(xiàn)場上作業(yè)的盾構機均是國外制造。
好似“土行孫”削泥挖洞
盾構機，是一種隧道掘進的專用工程機械，集光、機、電、液、傳感、信息技術于一體，具有開挖切削土體、輸送土渣、拼裝隧道襯砌、測量導向糾偏等功能，廣泛用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程。
地鐵建設中，沈陽首臺盾構機“韶山一號”在沈陽地鐵一號線重工街站至迎賓路站隧道開始掘進，沈陽地鐵從此進入盾構時代。盾構機的基本工作原理，就是一個圓柱體的鋼組件沿隧洞軸線邊向前推進邊對土壤進行挖掘。該圓柱體組件的殼體即護盾，它對挖掘出的還未襯砌的隧洞段起著臨時支撐的作用，承受周圍土層的壓力，有時還承受地下水壓以及將地下水擋在外面。挖掘、排土、襯砌等作業(yè)在護盾的掩護下進行。
有人形象地解釋，盾構機工作時，就像一個削泥挖洞的“土行孫”。在地下掘進時，盾構機將先向前面即將掘進的土層噴灑白色的泡沫，從而使土壤更加潤滑，方便盾構機向前掘進，也便于將挖掘出來的泥土向后輸送。依靠最前方的金屬刀盤啃食土層，盾構機工作起來像旋轉的電風扇，依靠旋轉力的作用，每旋轉一圈，“鋼牙”不斷將前方的泥土切削下來。在后面體內千斤頂?shù)淖饔孟拢軜嫏C“身體”向前推進，將切削下來的土“吃”進土艙，由傳送帶將渣土運送給尾部的運輸車，運輸車再將泥土拉出。
盾構機問世至今已有近180年的歷史，其始于英國，發(fā)展于日本、德國。2007年7月，北方重工集團與法國NFM公司原股東正式簽署了股權轉讓協(xié)議，以絕對控股方式成功結束了歷時兩年的并購談判，使北方重工擁有了世界上最先進的全系列隧道盾構機的核心技術和知名品牌。
“沈陽造”鉆泥渡水“過”渾河
北方重工集團生產(chǎn)的盾構機問世后，首先在沈陽地鐵工程中大顯身手。地鐵二號線五里河到奧體中心區(qū)間段，是沈陽地鐵建設工程中最長的水下作業(yè)區(qū)間，也是施工難度最大的一段。在這一標段要實現(xiàn)貫通，盾構機需要鉆泥渡水，穿越渾河之下500米的區(qū)間。
2009年2月，本報記者曾親臨現(xiàn)場目睹了“沈陽造”盾構機工作的精彩片段。
地鐵二號線五奧區(qū)間全長1370米，其中渾河南岸奧體中心部分長600米，渾河北岸五里河部分為270米，其余500米全部在渾河之下。地鐵隧道穿越渾河難點之一在于渾河河床獨特的地質結構，難點之二在于穿越要求使用的盾構機能夠 “一氣呵成”。
為了克服渾河水下施工的難題，建造穿過渾河的地鐵隧道，北方重工集團為地鐵二號線五奧區(qū)間段量身定做了一臺泥水平衡式盾構機。 2009年初，開始穿越渾河。 2月15日，渾河水下500米的隧道全部完工。
“掘進過程中，‘沈陽造’泥水式盾構機不辱使命，經(jīng)受住了考驗，狀態(tài)良好。 ”五奧區(qū)間段的項目負責人介紹：“水下作業(yè)時，盾構機每天掘進12米左右，最快時一天前進了21米。 ”
建設國內最大地鐵站 解除重大工程風險217個
沈陽地鐵通車，凝聚著全體建設者的熱情、汗水與智慧。位于青年大街與十一緯路交叉口的青年大街站建設，正是新時代建設者運用科技、攻堅克險的真實寫照。
地鐵一號線青年大街站總建筑面積達2萬平方米，無論從規(guī)模上還是功能上，都可稱之為國內最大的地鐵站;也是沈陽地鐵一、二號線的交叉換乘站，呈十字交叉，是地鐵換乘的重要節(jié)點。
承擔沈陽地鐵這一標志性工程建設任務的，是中鐵隧道二處的建設者。自2006年4月進場以來，他們緊緊依靠科技，凝聚群體智慧，成功解除重大工程風險217個。
這個項目的周邊環(huán)境復雜：建筑林立，場地范圍管網(wǎng)密布，地面交通繁忙。建設之初，首先需要摸透詳情，熟悉環(huán)境與工程的結構，對所有細節(jié)和節(jié)點都不放過。僅到2009年年底，建設者就協(xié)調解除管線及周邊建筑物風險源189個，有力保證了施工生產(chǎn)。
作為地鐵一、二號線的換乘車站，青年大街站布局復雜，設有4個出入口、4個風道、4個換乘通道、7個疏散通道。要求結構受力轉換頻繁，工藝質量高，同時對現(xiàn)場管控提出新的挑戰(zhàn)。高峰時，施工現(xiàn)場共有32個作業(yè)面，521名作業(yè)人員同時作業(yè)。通過加強管控，及時協(xié)調解決，確保了施工現(xiàn)場忙而不亂、繁而不雜。
針對工程的實際情況，建設者建立檔案，堅持風險動態(tài)管理。將32個二級風險提高一級風險進行管理，提高防控級別;按風險等級，分門別類建立風險檔案，并制作成展板上墻。不斷完善風險防控體系，組織防火、防洪、防凍、防坍塌等安全應急演練12次，參加演練達600余人次，制定安全生產(chǎn)責任制等各類制度23個，完善安全風險考核機制。
青年大街站多次下穿上世紀50年代磚砌污水管渠，管渠內水量大且年久失修。建設者加強超前預警、預探，對距污水管前后6米進行超前探測，一發(fā)現(xiàn)異常情況，就提前采取措施。車站為雙層三聯(lián)拱、單層三聯(lián)拱、雙層雙聯(lián)結構形式，建設者采用兩種工法施工，既有工法轉換，又有斷面變換，將工序轉換和工序銜接成為施工組織的重頭戲，提前儲備好各類生產(chǎn)要素，縮短或減少工序轉換適應時間，實現(xiàn)零轉換、零銜接，終于確保一號線車站工程如期完工。
“遭遇”文物 地鐵主動讓路
說到盾構機地下調頭，我們不得不談論另外一個話題：沈陽地鐵一二號線途中路遇多處文物，如何確保文物的絕對安全?對此，地鐵環(huán)評組在地鐵規(guī)劃環(huán)評中就給出了科學的建議，地鐵給文物讓路。
沈陽地鐵一、二號線途中經(jīng)過下列文物和標志性建筑：一號線地鐵規(guī)劃線沿線共有文物6處，分別為沈陽故宮、蘇軍陣亡將士紀念碑、沈陽站(原奉天驛)、交通銀行(原英國匯豐銀行)、沈陽市第二百貨商店等;紀念性建筑4處，分別為沈陽飯店、省總工會、花旗銀行、美軍戰(zhàn)俘營。二號線地鐵規(guī)劃線沿線主要文物為北陵公園、新樂遺址。
地鐵規(guī)劃環(huán)評提出，地鐵繞著故宮走――地鐵原線路中懷遠門段經(jīng)過沈陽故宮門前的沈陽路，地鐵產(chǎn)生的震動對故宮影響較大。通過環(huán)評，地鐵設計改為由懷遠門向北斜穿，經(jīng)大舞臺劇場北側繞到中街路至小東路，避免了對沈陽故宮的影響。
地鐵繞著北陵走――地鐵二號線友誼賓館站至北陵公園站地鐵線路擬在地下斜線穿越，這樣有可能穿越北陵公園地下，并對文物建筑產(chǎn)生震動影響。建議將該區(qū)間線路進行調整，避免建設在北陵的保護范圍和建設控制地帶。
在施工過程中，地鐵避開故宮，從中街步行街下直穿到達中街站。盾構機從故宮的北側向中街站進發(fā)，距故宮有100多米，挖掘工作不會對故宮產(chǎn)生任何影響。
地鐵行進，不僅要做到不影響文物安全，也要不影響地面正常交通與居民正常生活。于是，在地鐵二號線新樂遺址站采用NTR工法施工，恰恰就是出于上述考慮。同時，地鐵二號線的線路在新樂遺址保護區(qū)的外圍通過，新樂遺址的文物集中在地下1至2米的淺層土壤中，地鐵則修建在地下8米左右的地方，不會對文物保護區(qū)造成損害�！ �
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