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            城墙下的舞动
            ——南京地铁5号线双线下穿明城墙纪实
            来源:水电八局 作者:段晓云 时间:2022-01-12 字体:[ ]

            中国可能没有一个城市像南京,在城市中心有一片湖、一座山还有围成一圈的明城墙。

            但伴随着城市交通的日益拥堵,这三大地标对南京城市道路的影响越来越明显。尤其是明城墙,它将多条南京老城与外围沟通的主干道就此打断。

            长达一年的筹备计划,一年的盾构施工,数次的专家研讨会,上百次的方案修改。终于,2021年12月23日,水电八局南京地铁5号线项目小天堂至光华门站区间迎来双线贯通。

            “这条纵贯城市南北的地铁线路已经先后穿越2次明城墙了,虽然每次穿越都只用了一天时间,但所有的准备工作早在数月前就开始了。”南京地铁5号线项目经理代伟说到。

            “初识”时的步线行针

            “地铁穿越究竟对明城墙有没有造成破坏?”对于盾构机需要穿越明城墙一事,周边民众有着大大小小的怀疑。

            “从七小区间到小光区间,从下穿秦淮河到如今的明城墙,在南京这座六朝古都,我们遇到的文物保护问题在全线来看都算比较多的了,我们相信只要胆大心细,做好万全准备,我们一定可以给市民一份完美的答卷。”盾构队队长罗谦信心十足。

            下穿段明城墙修建于明洪武年间,已经600多岁高龄了,是全国重点文物保护单位。此段城墙地表高度3.77米,宽0.4米,城墙基础埋深却有12米,厚度达到2.6到3.6米,与隧道结构距离最短仅0.47米。而盾构机直径6.44米,长达80余米,体重近500吨,与这段明城墙相比,可谓是庞然大物。若是在前进过程中稍有偏离,不慎与明城墙“直接交锋”,那对盾构机亦或城墙,都是相当危险的。

            “从去年10月开始,我们就开始着手调查下穿段明城墙的情况了。这段城墙位置特殊,南邻护城河,是江苏省产品质量监督检验研究院的围墙。而且,围墙所处地质条件也不好。针对这些问题,我们在编写施工方案的时候修改了一遍又一遍,只求万无一失。”工程部赵晓伟说到。

                下穿段明城墙所处地质多为粉质黏土、泥质粉砂岩。地层较不稳定,盾构机进入此处,易形成扰动,从而造成地面建(构)筑物的变形甚至沉降。所以,小光区间开工之前,项目部便开始研究安全穿越明城墙的方案,多次邀请专家进行方案评审,数次优化方案细节,最终敲定下穿方案。

            “相遇”时的小心翼翼

            当地铁隧道施工时,巨大而笨重的盾构机旋转起来,轰隆隆的响声会传出很远,也会产生较大震动。在工程局承建的南京地铁5号线所属盾构区间施工中,已经顺利完成2次下穿明城墙,2次下穿铁路,4次下穿河流,5次穿越地裂缝,实现了“穿针走线,毫发无损”。

            尽管如此,在此次小光区间盾构施工中,项目部依旧谨慎布控。在穿越护城河、明城墙前夕,盾构队联合分包队伍对盾构机进行了全面调整,使盾构机这位“大兄弟”以最佳状态迎接挑战。

            “要减少不必要的停顿,因为一旦停下就打乱了施工节奏,有可能埋下安全隐患。”这是对盾构司机提出的要求。

            “要全程同步注浆,密切关注地面沉降、轴线控制及拼装质量,根据推进情况精准控制注浆参数。”这是对注浆手提出的要求。

            “要24小时监测地面、周边建(构)筑物情况,及时反馈给盾构司机,确保所过之处、纹丝不动。”这是对监测人员提出的要求。

            下穿过程中,项目部通过视频设备远程监控,精准控制总推力和掘进速度,确保隧道轴线偏移不超过2毫米,以精确的角度顺利通过明城墙。为了保证穿越区间工程的牢固,在施工时加大管片中配置钢筋的比例以及注浆的强度。同时,联合监测单位在城墙上及附近地面安装了数十个监测点,构成一个严密的地上变形监测网,24小时不间断进行变形检测。测量人员同样24小时坚守,对盾构机姿态进行不间断测量记录。

            “在实际工作中,最重要的就是千方百计控制好土仓压力,并及时补浆,这也是为了保证盾构施工前后隧道周边土层环境基本一致。”盾构技术人员王帅说。

            城墙下的鲜红旗帜

            2021年4月3日,南京地铁5号线小光区间青年突击队正式组建,突击队的12名青年分别来自工程部、质量部、安全部、盾构队……他们根据自身专业特长,坚守在盾构施工各个环节。

            “在过去的小半径曲线段的盾构施工中,对楔形衬砌环量掌握不准,所以现在盾构施工也要求变求新。”突击队副队长李帆认为,只有不断地学习才能更好地将工作做好。为此,他连续数日都在网上学习着如何用电脑软件模拟排布管片,对小曲线段管片进行排版分析,优化设计图纸中转弯环管片数量。据了解,经过此番优化,有效减小了楔形量的损失,与设计量相比,减少了28环标准环,为小半径曲线施工提供先决条件。

            “虽说盾构机控制就那么几个参数,但是要针对不同情况进行灵活调整就不是那么容易的了。”为着手解决这个问题,青年突击队技术骨干分头行动,钻研专业知识。“对下穿城墙过程中的每一环管片下发一组掘进指令,每隔几环编写一份作业指导书。”队员王帅提出建议,技术人员通过视频设备远程监控,精准控制总推力和掘进速度,确保隧道轴线与设计一致 。

            “地质不好,下穿前我们引入了克泥效设备及工法,并邀请外部专业技术人员支持指导。”突击队罗谦介绍道,项目部邀请了克泥效专业技术人员参与指导盾构下穿城墙及计量院。克泥效辅助施工从407环开始至437环结束,通过专业的变频器设备,向盾体与地层的空隙注入特殊的高强度塑性材料—克泥效,这种材料和水玻璃配比形成的高黏度塑性、具有支撑力的挡水性胶化体,有效填充了掘进产生的空隙,支撑上方土体结构稳定。

            从护城河北岸开始施工,下穿明城墙,只用了不到一天时间,“事后的检测数据证明,施工对城墙未造成影响。”

            “回听六百苍桑史,多少枭雄瓦砾中”。如今,城墙依旧巍峨。地底舞动的两条巨龙已“退居二线”,建设者们也稍稍展露了笑容。但奋斗不息,惠及南京市民、建设美丽古都的脚步依旧铿锵。


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