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“阳明号”:打响城市空间保卫战

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  随着“轰”一声响,6月29日,位于宁波轨道交通4号线翠柏里站-大卿桥站区间深20米处的盾构工作井内,宁波自主研发的类矩形盾构机“阳明号”破土而出。历经399个日夜掘进,这条长达801米的隧道区间成为国内首条穿越核心城区的类矩形盾构隧道区间。

  轨道交通开创了地下城市空间,而这条类矩形盾构隧道区间的贯通,则让地下空间的利用率进一步优化,找到了一条保卫城市空间的捷径。

  打破老城地下空间“放不下”“碰不得”

  2014年,正当宁波人为即将到来的“地铁时代”欢呼时,宁波轨道交通着手制订4号线建设方案。4号线穿越老城区,尤其是大卿桥-翠柏里-双东路两个区间,道路宽约14米,交通繁忙且道路两侧多层居民房密集。若用传统的圆形盾构机施工,单轨道空间施工需6米多的宽度,两台圆形盾构机同时工作,需要留出6米多的安全距离,也就是说总宽度需要近20米。这不仅无法满足地面房屋的安全要求,连保留基本的道路宽度也不够。

  国际上的盾构机大多是圆形断面的。“为什么不研究一台类矩形盾构机,能实现双轨道同时施工,这样不就可以节省中间6米多的距离了吗?”宁波轨道交通提出了一个大胆的想法。根据实际需要和对实际可行性论证,“类矩形盾构工法”慢慢进入了宁波轨道交通决策者的视野。

  多次升级改造保障地下施工安全

  2014年,宁波轨道交通牵头自主研发“阳明号”类矩形盾构机,创新采用“科研-设计-施工”一体化招标方式,仅10个月就完成了“阳明号”的研发。目前,该技术已申请国家发明专利37项、软件著作权5项。

  在投入4号线建设前,“阳明号”率先在3号线出入段进行试用。通过试用,宁波轨道交通再次对“阳明号”进行了升级改造。“我们对‘阳明号’的切削刀盘和出土螺旋机进行了改进,保证出土顺畅和工作效率,可缩短工期。”宁波轨道交通建设分公司相关负责人介绍,更为重要的是,“阳明号”原有的8个盾尾同步注浆孔被增加至10个,这样能更均匀地对挖掘空隙进行填充,以更好控制地面沉降。目前隧道地面周边房屋沉降基本控制在正负10毫米以内,对周边环境影响较小。此外,改造后的“阳明号”还有一大亮点:盾构机壳体钢板更厚更坚固,大大减小壳体变形的可能,增强壳体对周围土体的支撑能力和降低壳体变形带来的管片拼装困难程度。

  与普通的单圆盾构机相比,“阳明号”断面达11.83米,无疑是个“超级巨人”。常规的盾构机断面仅为6米左右,如果附近的基桩在6米以内,就属于高风险穿越。“阳明号”断面比常规盾构机宽近2倍,但房屋距离却要少1倍,在这过程中施工方还通过使用精细化管理,进一步降低了工程风险。

  盾构区间完全在翠柏路下方敷设,因翠柏路并非直线,“阳明号”在施工过程中需要沿着翠柏路以350米的半径连续进行约600米长的曲线施工。为此,宁波轨道交通研发了与“阳明号”配套的自动化测量系统,实时监测盾构姿态,实时纠偏,保障了整个施工过程的安全。

  “阳明号”将应用于杭州地铁建设

  “阳明号”在完成此次掘进后将进行保养修复,然后调运至翠柏里站,计划于2018年9月中旬开始再次投入工作,由南向北继续掘进翠柏里站至双东路站区间,两个类矩形区间贯通后(大卿桥-翠柏里-双东路),总长度约为1.6千米。

  类矩形盾构的成功具有极高的经济价值。它在有效解决宁波轨道交通4号线工程的现实问题时,极大减少了因盾构影响造成的拆迁量,在4号线和2号线二期建设过程中节约成本数亿元。接下来,“阳明号”类矩形盾构施工法将在杭州地铁建设中使用。

  对于类矩形隧道在城市核心区的尝试,中国工程院钱七虎院士对宁波研发“阳明号”给予了充分肯定。“这大大提高了城市地下空间的利用率,减少了工程建设与房屋安全的矛盾。”钱院士说。

  记者张 燕 通讯员 潘慧敏范思婷


Post By:2018-7-2 11:00:18
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