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探秘如何破解大兴机场线10.8公里“最难区间”

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(新中国70年)探索如何突破大兴机场线10.8公里“最困难地带”

新华社北京9月26日电:探索如何破解大兴机场线10.8公里“最困难地带”

作者王舒

9月26日,北京轨道交通大兴国际机场线(北京大兴国际机场重要配套基础设施之一)投入试运行。这条“国门地铁线”在建设量、创新性和时间上都是第一条。中新社记者采访了深入参与新机场线建设的中铁五勘察设计院集团有限公司,并透露了设计师是如何破解大兴机场线10.8公里“草桥站-大兴新城站”中最深、通道最少的“最难路段”。

9月26日,北京轨道交通大兴国际机场线投入试运行,实现了大兴国际机场和北京市中心半小时交通圈的出行目标。中国新闻社记者福田照片

时间

大兴机场线实际上是在2017年3月启动的,仅在投入试运行30个月后,这就要求最短的时间和最准确的设计和施工完成。大兴机场线“草桥站-大兴新城站”段的设计任务包括全线70%的开挖工程。撇开初步总体设计和初步设计不谈,建筑设计真正剩下的时间只有两年。

因为大兴机场线是第一条基于城际站台的全市车辆,最高设计速度为每小时160公里,是中国最快的地铁线。由于车速过快,导致风压过大,因此有必要为车辆预留更多的行驶空间,以满足净空要求。

“项目设计团队由六七个人组成。我们用最短的时间从长江三角洲和珠江三角洲的十多个城市收集地铁设计数据。”项目设计负责人李长安表示,大型盾构机广泛应用于广州、东莞、厦门和南京等南方城市的地铁区间。经过反复讨论,设计团队最终采用了北京地区最大的特殊断面盾构尺寸——内径7.9米,外径8.8米,远远大于北京地区地铁隧道平均6米的空间。

该计划最终确定,实际建设时间更紧。设计团队最终决定增加盾构始发井和多个工作面。同时,设计还采用了站井分离方案,减少了站与区间之间的相互干扰,最终保证了月平均550米、月最大1000米的高效开挖。

“从2017年3月开始施工到2019年3月底,我们将在非常规两年内以最有效的方式举办每个施工设计节点。”李长安说。

经历

北京大兴国际机场线南北走向。在此期间,将通过一系列特殊的、主要的和次要的风险源——运营中的地铁段、高速环线、现有铁路线、城市河道、通信塔、高压线走廊、污水处理站、电力隧道和南水北调南干渠。它们都位于“草桥-大兴新城站”路段。其中,南水北调工程南干渠底板埋深约16米,根据环境设施的重要性等级,被列为“极其重要”。设计团队为项目设计了地下通道隧道,埋深为35米,也是“国门地铁线”最深的地下通道断面节点。

新机场线70%以上的开挖工程集中在这里,区间隧道大规模穿越卵石土李长安说,一些卵石地层是机械不稳定地层,盾构机刀盘损坏最严重,这也影响了盾构机的连续掘进。

在尽可能短的时间内,项目设计团队用尽了所有的设计思路——从挖盖到地下开挖,再到明挖与地下开挖相结合,最后设计了将管幕改为棚的支护方案。“在穿透许多风险源的情况下,确保大面积机械开挖确实是一个极其困难和必要的问题。”李长安表示,该团队反复论证了控制地面沉降和管道变形的问题,最终创造性地在北京地区采用了直径480 mm、壁厚22 mm、间距550 mm的最大强度支护方案,大大缩短了工期,为穿越最困难的交叉节点节省了近一年的工期。

同时,为了保证盾构机在不利地层中的连续运行,设计人员按照每1公里设置一组盾构维护井的原则,沿整个“草桥-大兴新城”段左右线设置了12口维护井和4口波纹钢板组装井。高密度设计在我国地铁建设史上尚属首次,保证了盾构机适时连续运行。

协调

鉴于以下施工和隧道施工问题,与各产权单位打交道和沟通是不可避免的。

面对北京的拆迁成本,项目组顶住了压力。为了节约成本和提高可行性,该团队为沿线的每个节点准备了专门的设计文件。

“好事多磨。每个风险源的特殊设计文件最终通过了专家评审,并获得了各产权单位的认可。”李长安回忆道。(结束)

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