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西安市盾構(gòu)機(jī)在古建筑下平穩(wěn)地穿越 [推薦]
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1994年，西安首次正式提出興建4條總長度73.17公里的城市軌道交通線路，并成為我國內(nèi)地第12個(gè)地鐵獲批城市。西安作為一個(gè)文化古城，古建筑為重點(diǎn)保護(hù)對象，所以在地鐵隧道開挖時(shí)須倍加小心。
2006年9月開工建設(shè)的地鐵二號線縱貫西安南北中軸線，全長26.3公里。于2011年9月16日投入試運(yùn)營的北客站至?xí)怪行亩螢槎柧�一期工程，長20.5公里，沿途設(shè)置17個(gè)車站。該一期工程13合同標(biāo)段經(jīng)過西安兩大全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位--鐘樓和明城墻。
鐘樓基座外部用青磚白灰砌筑而成，上部為木質(zhì)結(jié)構(gòu)主體。明城墻是迄今世界上規(guī)模最大、保存最完整的中國古代城垣建筑，外部為散體材料砌筑，內(nèi)部為夯填土層。鐘樓與明城墻的建筑材料與建筑結(jié)構(gòu)對變形十分敏感。
而地鐵施工期間，因?yàn)殚_挖可能導(dǎo)致地面產(chǎn)生沉降變形，變形量超過文物的變形允許值時(shí)就會造成文物破壞。同時(shí)，地鐵列車在運(yùn)營過程會產(chǎn)生一定的震動(dòng)，如果傳到地表的震動(dòng)超過建筑物的允許值，也會引起古建筑的破壞。
如何減小施工及后期運(yùn)營中對鐘樓及城墻的影響，成為地鐵二號線工程設(shè)計(jì)重點(diǎn)解決的問題。為此，鐵道部第一勘察設(shè)計(jì)院二號線一期工程項(xiàng)目總設(shè)計(jì)師李談在制定設(shè)計(jì)方案時(shí)，考慮采取了線路繞避、盾構(gòu)施工、加固鐘樓及城墻、軌道減震、隨時(shí)監(jiān)控等幾大措施。
據(jù)了解，地鐵二號線南門至北大街是轉(zhuǎn)彎最多、走向最“曲折”的一段地鐵線，除了地質(zhì)情況復(fù)雜以外，盾構(gòu)機(jī)還要下穿護(hù)城河、永寧門城墻、門洞、南大街地下人防等重要建筑物，然后沿南大街主輔路到達(dá)鐘樓，并旁穿鐘樓后進(jìn)入鐘樓車站，盾構(gòu)機(jī)在隧道掘進(jìn)中不僅要上坡、下坡，還要進(jìn)行幾段曲線施工。這些技術(shù)難題在全國所有建成和在建地鐵中都很少遇到過。
承擔(dān)這段施工難點(diǎn)最多區(qū)段的北京住總集團(tuán)市政公司西安地鐵項(xiàng)目部經(jīng)理吳亮告訴記者，工程范圍包括：北大街站-鐘樓站盾構(gòu)區(qū)間，鐘樓站-南門站盾構(gòu)區(qū)間，右線全長1236.7m,左線全長1239.5m.為了拿下這個(gè)關(guān)乎整個(gè)線路的節(jié)點(diǎn)控制性工程，又要確保古建筑萬無一失，除了在地面上對古城墻和鐘樓實(shí)施加固措施外，在盾構(gòu)掘進(jìn)通過該地段時(shí)采取了一系列的措施，具體包括：
�。�1）嚴(yán)格控制土壓力。根據(jù)鐘樓段底層隧道埋深及地下水位情況，將土壓控制在0.12~0.15MPa之間；
（2）嚴(yán)格控制掘進(jìn)速度。將掘進(jìn)速度控制在30~40mm/min,并保持平穩(wěn)、均衡地推進(jìn)；
�。�3）加強(qiáng)同步注漿，對注漿量和注漿壓力進(jìn)行雙控制，即注漿量達(dá)到3m3以上，注漿壓力控制在0.15MPa;
（4）二（多）次補(bǔ)漿。盾構(gòu)機(jī)旁穿鐘樓期間，連續(xù)進(jìn)行二（多）次補(bǔ)漿，其補(bǔ)漿位置為拖后8~10環(huán)位置，補(bǔ)漿壓力0.2~0.3MPa,且漿液為雙漿液；
�。�5）控制盾構(gòu)機(jī)和管片的姿態(tài)。在掘進(jìn)過程中，操作手需注意控制盾構(gòu)姿態(tài)，確保盾尾間隙及盾構(gòu)機(jī)的俯仰角，防止因盾尾間隙過大或過小造成盾尾漏漿或管片錯(cuò)臺過大等。
另外，在盾構(gòu)穿越期間加強(qiáng)監(jiān)測，必要時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，設(shè)定鐘樓基礎(chǔ)沉降的預(yù)警值、報(bào)警值和警戒值，確保沉降不超過-5mm,傾斜梯度不超過0.05%.
盾構(gòu)機(jī)在穿越古城墻和鐘樓后，經(jīng)三家專業(yè)機(jī)構(gòu)檢測，實(shí)現(xiàn)了護(hù)城河最大沉降-1.5mm,永寧門城墻最大沉降-2.5mm,鐘樓最大沉降-1.4mm的優(yōu)異成績，所有沉降量指標(biāo)均控制在國家文物局和文物保護(hù)司允許范圍內(nèi)，各項(xiàng)檢測數(shù)據(jù)表明城墻和鐘樓非常安全，創(chuàng)造了國內(nèi)地鐵建設(shè)史上的奇跡，也為西安其他地鐵線路建設(shè)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)�！ �
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