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开挖“石破人不惊”,地铁文明施工有妙招

来源:本站原创  作者:吕艳龙 李勋   时间:2023-12-18 【字体:

因受青岛第一奶牛场拆迁影响,由中铁二十局四公司承建的青岛地铁9号线西荆站将出入口施工前置。然而,出入口刚刚进行基坑开挖,便遇到了硬岩开挖的难题。

遇难题,“最硬岩石+最复杂施工环境”

“很硬!下挖3米多就是岩层,部分岩石抗压强度最高148兆帕。这个抗压强度相当于超1吨重物压在一个指甲盖上。”西荆站项目经理蒋晓伟苦笑道。

青岛的白垩系青山组火山岩层发育充分,过于坚硬的岩石一直困扰青岛地铁的基坑开挖。西荆站A出入口基坑面临的地质硬度,绝对算得上“最硬”之一。

硬岩的地铁基坑开挖常规做法是机械破碎或爆破开挖。然而,西荆站项目部在入户调查过程中了解到,A出入口东北侧的青特集团作为项目所在地城阳的支柱产业之一,场区内有一套进口KW静压造型生产线,属于精密仪器,对振动极为敏感。并且,A出入口南临奶牛场,奶牛场内目前还有700多头奶牛,如果使用爆破施工,产生的噪音及振动会严重影响奶牛产奶。

西荆站A出入口(吕艳龙 摄)

与此同时,为了保护正阳东路北侧行道树,西荆站A出入口基坑设计狭长,大型机械设备又受到场地限制施展不开,小型机械设备无法破除坚硬的微风化岩层,机械破碎开挖的方式在这里不适用。

经过青岛地铁集团第一建设分公司、9号线中国铁建总部和中铁二十局多次研讨,项目部放弃常规工法,决定创新性采用静态膨胀剂破碎岩石。

有妙招,打孔注浆“石破人不惊”

冬日暖阳,寂然无声。在正阳东路青特工业园大门口西侧约20米处,一线工人穿梭于装配式围挡内外。一个长79.5米、宽5.5米、深16.6米的基坑已经在悄然无声中成功开挖。

“第一次看到这么开挖岩石,特别有意思。先是在岩石上面钻个小孔,再倒进去一些粥一样的东西。明天再来看,大块石头竟已裂开,还一点声音都没有。”A出入口的门卫大爷说道。

石头之所以会自行开裂,是因为里面加入了岩石静态膨胀剂。膨胀剂以氧化钙为主要膨胀源,含有硅、铝、铁、镁的氧化物,并配以少量添加剂。“通常被破碎的岩石抗压强度很高,但抗拉强度低。用静态膨胀剂非爆破式破岩的方法正是利用了其抗拉强度低的特性。我们用适量水调成流动浆体后,发生水化反应。体积增大约50%,同时释放出热量,具有膨胀作功的能力。当压力在孔壁上引起的拉应力大于岩石的抗拉强度时,岩石即被破碎解体。”西荆站项目总工李韵廷解释道。

施工现场(吕艳龙 摄)

“破碎岩石时,无飞石、无震动、无冲击波、无噪声、无粉尘、无毒气排放,可以说是‘六无’开挖!施工过程中需破则破,需留则留,有计划地进行岩层分裂、切割岩石。”李韵廷喜上眉梢。

【编辑:金雨】