重慶軌道交通建設(shè)攻克了哪些難題?
核心提示
“好個(gè)重慶城,山高路不平。”山城的地形,既是重慶獨(dú)特的城市符號(hào),也為軌道交通建設(shè)增加了難度。在重慶建軌道,和平原城市不一樣,往往需要爬坡上坎、穿山過(guò)洞,甚至是在居民樓里穿梭。要建成這樣的軌道交通,設(shè)計(jì)、施工、協(xié)調(diào)、組織,每一個(gè)環(huán)節(jié)都不容易。
如今,重慶軌道交通縱橫交錯(cuò)、不斷延伸,每天承載著數(shù)百萬(wàn)人次的來(lái)來(lái)往往,但軌道交通建設(shè)背后那些攻堅(jiān)克難的故事,卻鮮為人知。
“重慶真是魔幻城市,忽高忽低,山水包圍。重慶的軌道交通更夸張,‘上天入地’,讓人大開(kāi)眼界!苯衲陣(guó)慶期間,湖南衡陽(yáng)的馬丹成來(lái)重慶玩了一趟,回家后對(duì)重慶軌道交通贊不絕口。
但馬丹成并不知道,重慶軌道交通建設(shè)的背后,有著怎樣的艱辛,建設(shè)者們攻克了多少難題。
2021年3月22日上午,軌道十八號(hào)線金鰲山站——跳磴站區(qū)間首段拼裝梁順利起架。記者 羅斌 攝/視覺(jué)重慶
設(shè)計(jì)難
李子壩“軌道穿樓”設(shè)計(jì)稿大改6次
重慶軌道最“出圈”的是哪個(gè)點(diǎn)?李子壩站“軌道穿樓”,應(yīng)該是投票最多的答案。
這個(gè)火遍國(guó)內(nèi)外的場(chǎng)景,已經(jīng)成為重慶軌道,甚至城市的一張名片。針對(duì)這一奇異現(xiàn)象,網(wǎng)絡(luò)上還展開(kāi)了“先有列車還是先有樓”的熱烈討論。
“既不是先有列車,也不是先有樓。正確答案是:樓和列車是同時(shí)有的!崩钭訅屋p軌站工程總負(fù)責(zé)人、重慶大學(xué)土木工程學(xué)院老師葉天義告訴記者,當(dāng)時(shí),“軌道穿樓”的設(shè)計(jì)其實(shí)是迫不得已。
李子壩軌道站設(shè)計(jì)于1998年,因?yàn)槠湟贿吙可、一邊臨江,空間有限,只有建在此地。但當(dāng)時(shí),這里已經(jīng)規(guī)劃了要建一棟大樓。
怎么辦?
大樓和軌道都要建,只有采取“軌道+樓房”的設(shè)計(jì)。這在當(dāng)時(shí)的中國(guó),尚無(wú)先例。同時(shí),因?yàn)闃欠颗c軌道交通的建筑標(biāo)準(zhǔn)不同,審批程序也不一樣,難度不言而喻。
“樓是靜止的,軌道是運(yùn)動(dòng)的,兩個(gè)建筑的使用狀態(tài)不一樣,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師需要兩者兼顧!比~天義說(shuō),僅從設(shè)計(jì)上看,團(tuán)隊(duì)就要解決軌道能順利穿過(guò)、不影響樓棟結(jié)構(gòu)、軌道站點(diǎn)交通轉(zhuǎn)換功能布局合理三大難題。
葉天義回憶說(shuō),僅設(shè)計(jì)方案,團(tuán)隊(duì)就花了兩年時(shí)間,大改了6次。最后的設(shè)計(jì)版本,將整個(gè)建筑分成3個(gè)部分,軌道線是一部分,站房是一部分,住宅是一部分。其中,軌道主結(jié)構(gòu)和房屋主結(jié)構(gòu)是完全分開(kāi)的。這樣的設(shè)計(jì),哪怕整個(gè)樓全部拆掉,也不會(huì)影響軌道運(yùn)行。
在功能布局上,居民樓1至5樓設(shè)計(jì)為商鋪及辦公區(qū),6至8樓是軌道交通區(qū)域,9至19樓則是居民住宅。其中,列車在6至8樓實(shí)現(xiàn)穿越,穿越的長(zhǎng)度有132米。整個(gè)建筑的功能分布清晰了起來(lái)。
這樣的設(shè)計(jì)是否安全?
“軌道和樓房看似結(jié)合在一起,其實(shí)是互不干擾的。軌道運(yùn)行的時(shí)候,并不會(huì)給樓房帶來(lái)震動(dòng)!比~天義說(shuō),從大樓第一層算起,軌道有6根托舉柱,每根長(zhǎng)約22米。而樓棟的柱子約有90多根,每根高度69米,兩者并不在一起。同時(shí),在6根輕軌柱子與樓房建筑之間,有20厘米的安全距離。
葉天義還表示,因?yàn)檐壍啦捎玫驮肼暫偷驼駝?dòng)設(shè)備,車輪為充氣體橡膠輪胎,并由空氣彈簧支持整個(gè)車體,運(yùn)行時(shí)噪聲遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于城區(qū)交通干線噪聲的平均聲級(jí)75.8分貝。
李子壩軌道站是重慶軌道“設(shè)計(jì)難”的一個(gè)典型案例,卻不是唯一的。
比如3號(hào)線唐家院子站,其周邊地勢(shì)北低南高,北邊緊鄰居住小區(qū),南邊為高邊坡。為了便于南邊片區(qū)的居民坐軌道,重慶專門(mén)設(shè)計(jì)總長(zhǎng)60米、垂直落差28米的自動(dòng)扶梯,直接接入軌道站廳層,并加蓋雨棚。
再如18號(hào)線渝中區(qū)延伸段。這段工程沿線100米范圍內(nèi)共分布著43處文物,其中有13處國(guó)家級(jí)重點(diǎn)文物、15處市級(jí)文物、2處區(qū)縣級(jí)文物和13處未定級(jí)的文物,包括市民熟知的湖廣會(huì)館、東水門(mén)城墻等。為了確保軌道施工、運(yùn)行不會(huì)對(duì)文物造成損害,工程設(shè)計(jì)方案必須經(jīng)過(guò)國(guó)家文物局審批。
“重慶軌道設(shè)計(jì)非常重要,它既要最大程度方便居民出行,又要統(tǒng)籌考慮工程條件,貫穿規(guī)劃、前期、設(shè)計(jì)、施工等各個(gè)階段!笔凶》砍青l(xiāng)建委相關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō),在重慶特殊的地勢(shì)下,軌道設(shè)計(jì)還要兼顧本地的實(shí)際情況,要考慮很多問(wèn)題,也要克服很多困難。
施工難
地下30米“蓋出兩層樓”
工程施工,是軌道建設(shè)的核心環(huán)節(jié)。重慶修建軌道時(shí),這一環(huán)節(jié)遇到的難題可不少。軌道9號(hào)線便是典型代表。
在軌道9號(hào)線沙坪壩段,其總長(zhǎng)3296.9米的主體工程,全部為地下暗挖工程,其上方有西南醫(yī)院、重慶師范大學(xué)宿舍樓等建筑,屬于典型的城市建筑密集區(qū)淺埋地下暗挖工程。
如此一來(lái),工程無(wú)法直接從地面上開(kāi)工,必須要“鉆”到地下進(jìn)行。
“地下本是沒(méi)有空間的,你得先挖出空間,才有施工的可能。”軌道9號(hào)線施工方相關(guān)負(fù)責(zé)人表示,他們先從地上挖一個(gè)小的通道深入地下,把地下部分“實(shí)心”區(qū)域,挖成“空心”,再在“空心”區(qū)域修建軌道工程。
“用一個(gè)比喻,就像要在地下30米的地方,蓋出一棟兩層高的樓!痹撌┕へ(fù)責(zé)人說(shuō),在部分施工區(qū)間,僅僅是施工通道就需要300多米,加上本身施工區(qū)間900米,施工空間長(zhǎng)度差不多有1.2公里,而且彎道多。為此,工人們不得不穿梭于地上和地下之間。為降低安全事故發(fā)生的可能,他們必須輪班上崗。
而在9號(hào)線一期工程沙坪壩區(qū)至渝中區(qū)段,有區(qū)域站點(diǎn)埋深超過(guò)100米,相當(dāng)于30多層樓高,這也是目前全國(guó)在建地鐵站最深的一個(gè)。用更直觀概念來(lái)解讀這個(gè)高度:其差不多高度的深豎井有1050階梯,徒步上下需要35分鐘。
為了攻克這個(gè)全國(guó)在建最深地鐵車站,施工方對(duì)工程結(jié)構(gòu)、風(fēng)險(xiǎn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解,還建立了分析模型,對(duì)圍巖穩(wěn)定性分析、確定圍巖破壞模式,最終決定將傳統(tǒng)的“雙側(cè)壁導(dǎo)坑法”工法,變更為更經(jīng)濟(jì)高效且具有可實(shí)施性的新工法——初支拱蓋法。
初支拱蓋法是通過(guò)利用隧道大拱腳承載隧道上部,形成“拱蓋”狀的受力體系。隨后,再將車站四百多平方米大的開(kāi)挖斷面分成11部分,分部開(kāi)挖、閉合成環(huán),減少臨時(shí)支護(hù)工程量,為中、下臺(tái)階提供機(jī)械化作業(yè)空間,確保大斷面隧道安全、優(yōu)質(zhì)、快速施工。
“重慶軌道交通最大的特點(diǎn),也是最大的難點(diǎn),就是深埋車站多且深。”市住房城鄉(xiāng)建委相關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō),這也決定了重慶軌道修建過(guò)程中,往往會(huì)遇到人員密度大、通風(fēng)條件差、逃生路徑長(zhǎng)、火勢(shì)蔓延快等問(wèn)題。好在,經(jīng)過(guò)多年的攻堅(jiān)克難,重慶軌道交通已建立相對(duì)完善的深埋線路消防技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系。
此外,重慶軌道交通建設(shè)過(guò)程中,也經(jīng)常遇到一些不良特殊地質(zhì),如巖溶及巖溶水、斷層破碎帶、膨脹土圍巖、松散地層、瓦斯等。
還有一些軌道處于市區(qū)繁華地段,地下管線錯(cuò)綜復(fù)雜。這些復(fù)雜的周邊環(huán)境給軌道交通設(shè)計(jì)、施工帶來(lái)了較大難度與風(fēng)險(xiǎn)。
環(huán)保難
樓房距離施工現(xiàn)場(chǎng)僅6米
軌道施工現(xiàn)場(chǎng)距離居民樓可以有多近?
軌道18號(hào)線歇臺(tái)子站的回答是:6米。
該站施工地位于九龍坡區(qū)歇臺(tái)路金銀灣小區(qū),四周全是居民住房。重慶日?qǐng)?bào)記者看到,施工現(xiàn)場(chǎng)的邊上有一棟樓房,遠(yuǎn)遠(yuǎn)看去幾乎“貼著”現(xiàn)場(chǎng)圍欄,實(shí)際相隔距離僅有6米。
如此距離勢(shì)必帶來(lái)兩個(gè)影響:揚(yáng)塵與噪音。
“為了盡量緩解施工噪音和揚(yáng)塵對(duì)周邊居民造成的影響,我們做了很多工作!笔┕し街需F十五局集團(tuán)土建一標(biāo)項(xiàng)目部項(xiàng)目安全總監(jiān)楊航介紹,他們最大的“武器”,就是投資了300多萬(wàn)元修建的“防噪棚”。
重慶日?qǐng)?bào)記者現(xiàn)場(chǎng)看到,施工現(xiàn)場(chǎng)有4個(gè)黑色的“立方體”,它們?nèi)缤粋(gè)“殼”,將施工地的明挖段、砂石倉(cāng)、風(fēng)壓機(jī)罩起來(lái),以確保施工噪音控制在60分貝以內(nèi)。
此外,在項(xiàng)目部?jī)?nèi),有大數(shù)據(jù)智能化監(jiān)測(cè)平臺(tái)。每天的每個(gè)時(shí)段,包括噪音、揚(yáng)塵等指標(biāo)都會(huì)被監(jiān)測(cè)。如果出現(xiàn)噪音波動(dòng)明顯的情況,施工方就會(huì)對(duì)其進(jìn)行控制。
對(duì)于施工中存在的揚(yáng)塵,項(xiàng)目也采取了很多措施。
比如,施工方將現(xiàn)場(chǎng)的場(chǎng)地全部硬化,并確保排水通暢、平整結(jié)實(shí),保持路面干凈整潔;工地內(nèi)干燥易起塵的便道及場(chǎng)地,采用環(huán)保霧炮機(jī)及人工灑水維持表面濕潤(rùn),減少揚(yáng)塵;砂石等易起塵物料采用專用倉(cāng)庫(kù)全密閉存放,棄土集中堆放,并在48小時(shí)內(nèi)完成清運(yùn)。
市住房城鄉(xiāng)建委相關(guān)負(fù)責(zé)人說(shuō),因?yàn)橹貞c城市建設(shè)方式為組團(tuán)式格局,建筑密度大。所以,重慶軌道交通修建時(shí),有很多線路的施工點(diǎn),都必須在距離居民區(qū)很近的地方施工,有些甚至就挨著居民樓。
“得到居民的諒解固然重要,但最好的方式是主動(dòng)作為采取積極有效的降噪措施!痹撠(fù)責(zé)人說(shuō)。
比如軌道6號(hào)線九曲河段,距離住宅太近,噪聲超標(biāo)影響沿線居民休息。相關(guān)部門(mén)對(duì)該路段采取增加軌道隔音屏、地鐵降速、軌道沿線種植高大喬木、沿線道路路面鋪設(shè)橡膠瀝青等降噪措施。
此外,在所有軌道工程施工時(shí),也全部按“邊施工、邊修復(fù)”原則,比如對(duì)施工造成的裸土及時(shí)覆蓋砂石、種植速生草種,以減少土壤侵蝕;土場(chǎng)開(kāi)挖過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的電池、墨盒、油漆等有毒有害廢棄物,統(tǒng)一回收后交由具備處理資質(zhì)和能力的單位統(tǒng)一處理,避免對(duì)土壤和地下水等造成污染。
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