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揭秘郑州地铁如何在地下施工 运行时不会有噪声

2009年06月08日 07:28来源:大河网
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  在地下打出隧道,铺设总长202.53公里的轨道,形成“三横两纵一环”的地铁网络,解决郑州人的出行难题,这就是郑州将花15~20年打造的郑州地铁工程。但在十几米深的地下,隧道如何挖,如何防止地下水倒灌?挖掘过程中,沿路地面上的房屋该如何保护?挖掘后泥土随机涌来,该如何巩固战果呢?6日下午,记者专访了郑州市轨道交通有限公司建设安全管理部部长赵运臣,对郑州地铁的建设进行了首度揭秘。

  东方今报 记者 张雅平 王献军 刘长征/文 邱琦/图

  开挖地铁隧道,盾构机是主力

  →→车站“挖大坑”是首选,盖挖法辅助

  如今的地铁已不稀奇,很多市民可能在北京、上海等地坐过地铁,但地铁是咋建的?知道的人并不多。6日,记者就此问题专访了郑州市轨道交通有限公司建设安全管理部部长赵运臣。

  赵运臣介绍说,地铁建设包括站点建设和区间建设两部分。站点建设郑州主要采用两种方式:明挖法和盖挖法。

  明挖法顾名思义就是“明着挖”,如郑州综合交通枢纽配套轨道工程所使用的方法就是明挖法,直接从地面挖开,施工完之后再回填;明挖法由于施工技术相对简单、成本较低,是郑州大多数站点将采用的建设方法。

  但郑州的许多地铁站点在郑州市区,如果采用这种方法,势必造成严重的交通拥堵,赵运臣说,所以,根据具体情况,在市区还会考虑采用盖挖法。

  所谓“盖挖法”,就是先在路面下方挖出一定的空间,然后将顶部封闭,实现“还路于民”。据了解,在城市繁忙地带修建地铁车站时,往往占用道路,影响交通,所以当地铁车站设在主干道上、而交通不能中断,且需要确保一定交通流量时,就可选用盖挖法,采用这种建设方法的有东明路站等少数几个站点。

  →→挖隧道盾构机是主力,外形像“倒烟囱”

  站点可以直接挖,那轨道呢?总不能把所有的路面都剖开修完之后再“缝合”吧?

  赵运臣笑了:挖隧道有一种很厉害的工具盾构机。据他介绍,盾构机能耐比较大,从一个坑洞内进去之后,能在地下很深的地方打洞。

  这种盾构机可能好多郑州人没见过。记者在南水北调穿黄工程部见过盾构机,当时见的是9米高的盾构机,看上去有三层楼那么高,里面还有楼梯,设计得像个楼房——不过它的外形是圆的,像个放倒的烟囱,又高又长;它的部件包括刀头、盾中、盾尾和附件4个部分连接,有100多米长、1600多吨重。“挖地铁的盾构机要比那个小,高度是6.3米的。”赵运臣说,这次郑州要用的盾构机比南水北调的盾构机体格小三分之一,不过外形和部件组成都一样。

  据了解,盾构机一般在场站开工8个月后进场,三菱盾构机(深圳号)已经根据郑州地质的硬土特征对盾构机的刀片等多个部位进行了改造,到今年10月份,首批两台盾构机就会进入农业东路站和七里河站施工点。

  →→随机铺设“金刚罩”,不会被泥土填堵

  在地下作业,因为下面都是泥土,盾构机过去之后,马上会有泥土填充过来,怎么能形成隧道呢?

  赵运臣说,盾构机的外形是圆柱形的,机器过来,挖出洞的形状也是圆柱形的,开掘后盾构机壳体本身会起到临时的支撑作用,挡住不让泥沙回填;与此同时,处理系统作业,挖出的泥土等物通过处理系统被抽出洞外,然后盾构管片拼装机做工,把装在盾构机上、已经做好的钢筋混凝土管片铺在上面,6片盾构管片将组成一个圆形,管片之间由子母扣连接,就像一个“金刚罩”一样,挡住四周的泥土,将挖出的隧道固定。

  一环一环循环往复,盾构机每天能铺设长12米左右的隧道。

  那能确保管片铺成的隧道的大小就是设计的隧道的大小吗?

  当然能了,别忘了盾构机可是专为郑州地铁工程改造过的,它的高度也就是刀片的直径,正好和设计的隧道的直径吻合,随机铺成的隧道当然也就大小合适了。

  →→以车站为起点掘进,地下作业地上“无知觉”

  10月份,从黄河东路、七里河车站两个基坑内,两台盾构机将同时开挖隧道。那盾构机在地下工作,地上的车辆、行人会受到影响吗?

  赵运臣介绍说,盾构机工作面与地上的居民都在6米以上,最深处会有17米左右。而根据成熟的经验显示,盾构机对地面的影响只有3厘米,所以盾构机作业期间,地面上的车辆、行人将“毫无知觉”。

  经过艰苦的“地下工作”,盾构机最终将到达车站。随后,盾构机将以另外一个车站为新的起点,向前掘进。据介绍,最高峰时段,会有14台盾构机同时作业,每天推进168米。据了解,郑州地铁有唯一一段区间不采用盾构机掘进,这一段就是大学路站到中原东路站,这段由于隧道比较短,加上断面不规则,将用人工开挖的方式把两个站点打通。

  →→“四通”达到,地铁才算正式建成

  隧道和车站都建成之后,那地铁就算建成了吗?

  当然不是。赵运臣介绍,地铁车辆的成功运行必须经过四个阶段即四通:洞通—轨通—电通—车通。隧道建成只是完成了第一步洞通,接下来还要铺轨道,完成机电安装,然后才能通车。但是隧道都是圆形的,轨道铺上去,稳当吗,更何况,地铁速度还那么高。

  赵运臣介绍,在轨道下面要先铺上整体道床,然后再铺轨道,轨道进入道床之后,纹丝不动。据了解,地铁的轨道采用的都是无缝轨道,和铁路客运专线使用的轨道一样,列车运行时,不会出现咔嚓声,而且舒适度也非常高,不会出现颠簸等情况。

  轨道铺设完之后,机电安装工作完成,就能正式通车了。

  地下管道和地下水位,最大两个“拦路虎”

  →→地下管道和地下水“拦路”

  那这样说来,郑州挖地铁是不是就“顺风又顺水”,没啥麻烦事了呢?当然不是。据赵运臣介绍,郑州地铁施工的条件算是相当好的:土不是很软,地下水也不是非常丰富,但还是有两个最大的“拦路虎”,一是地下的管道,另一个就是郑东新区较高的地下水位。

  地下管道的麻烦在主城区体现得特别明显,比如电缆管线、光缆管线、雨污水管等,都埋在距离地下不太深的地方。

  盾构机经过时会有3厘米的影响,有可能对上面的管线造成一定的损害,虽然是有可能,但为了防患未然,所经过的地方,都要先把管线排查清楚,“动迁或者保护好”。

  →→止水帷幕圈住地下水

  地下水解决起来就更不好办了,特别是郑东新区的地下水位相当高。

  抽出来不就得了。有人可能觉得这没啥难的。“一抽整个地基就会下沉,轻的会引起附近的房屋裂缝或者倾斜,严重的可能会引起房屋坍塌。”赵运臣说,先把水抽出来再回填,危险系数相当高。

  但有水又没办法作业,咋办呢?

  做止水帷幕。说是帷幕,赵运臣说,其实这帷幕相当厚,60~85厘米,材料是水泥和搅拌桩,一圈一圈的,隔水能力相当强。帷幕一圈,外面的水进不来了,里面尽可以放心施工。

  那地下水不会从地下冒吗?这个也不用担心,地下有不透水层,隧道都是直接建在不透水层上面的,根本不用担心地下水渗透。

  据了解,在上海、武汉等地,地铁止水都是采用这样的方法,该方法已经相当成熟。

  地铁过处无安全隐患,运行不会有噪声

  “郑州有地铁了,以后出行就方便了,但是,地铁从我家小区门口过,我还是有些担心。”随着昨天郑州地铁一期工程的开工,家住郑州某小区的柳女士藏在心底的担忧开始涌上心头。

  无疑,地铁是郑州市民近两天来的热门话题。地铁施工会不会对房屋地基造成影响?地铁从门前过,晚上能睡个安稳觉吗?记者就此也进行了打探。

  →→地铁过处有无安全隐患?

  对于这个问题,赵运臣说,地铁工程设计和施工均会充分考虑地面建筑的安全,正常情况下不会对地面建筑造成损害,这个担忧完全可以避免。

  他说在施工过程中影响居民楼的因素主要有两种情形,一个是地基变形,另一个是水土流失。郑州地铁施工在这两方面都特别重视,不会出现塌陷的情况。“相对而言,结构比较新的房子,会稍微好点,但是主城区的大部分房子都有点年份,如果碰上基础不好的旧房子,就会出现裂缝、窗户不能正常关闭等问题。”这位工程师说,这点,也是目前让他们比较头疼的问题。他们正积极想办法把影响面和影响力降到最小。

  →→运行是否有噪声?

  许多人关心,地铁在运行时,车轮与钢轨的摩擦会产生不小的震动,会不会对上方及附近的建筑物造成干扰,或者造成噪声污染。

  赵运臣解释说,地铁运行时,附近建筑物可能会受到一定的震动干扰,并由于震动传播导致一定的低频结构噪声。

  根据对北京、上海、广州正在运营的地铁测试,处于线路正上方的普通房子,安静状态下可以感受到震动和地铁通过的轻微噪声,但这个值是在国家环境标准容许范围内的。基础较好的房子基本感觉不到震动。而且,对学校、医院、居民密集居住区等环境要求比较高的地方,他们都会铺设减震道床,降噪减震。

责任编辑:吴勇
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