上海500千伏虹杨电缆隧道建设侧记-中国电力网-

摘要: 在上海,一条条电缆潜行地下,为城市供应能量。随着技术水平的提高,地下电缆的电压等级也在不断升级。预... -->

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  在上海,一条条电缆潜行地下,为城市供应能量。随着技术水平的提高,地下电缆的电压等级也在不断升级。预计今年年底,上海第二条500千伏电缆——五行线即将投运。

近日,随着 “铁兵22号”盾构机的刀盘破土而出,标志着广州地铁十八号线横沥至番禺广场区间的4号中间风井至5号盾构井区段左、右线隧道均已贯通,这也是全线首个实现隧道双线贯通的区段。

  虹杨电缆隧道西接500千伏杨行变电站、东连500千伏虹杨变电站,全长14.36千米,途经上海宝山、虹口、杨浦等北部区域。由于沿线地质条件复杂、地面及地下构筑物众多,给项目施工带来极大挑战。上海电力经济技术研究院业主项目部创新性研发出多种新技术,保证工程顺利推进。

全线23个盾构区段,10个在横沥至番禺区间

  改进设计 完成高难度掘进

广州地铁十八号线定位为市域快线,线路全长61.3公里,均为地下线,共设站9座,其中换乘站8座。设万顷沙车辆段1座,陇枕停车场1座。车辆运行设计时速160公里。十八号线通车后,将大大缩短广州市中心和南沙的时空距离。

  虹杨电缆隧道沿途地形环境复杂,地面多穿越河道、铁路、各类建筑物,地下则紧邻地铁、污水管线、高架地基,对土建施工的技术要求非常高。

据介绍,全线8个区间,因为车站间距大,为加快施工进度,确保盾构施工安全,共分成23个盾构区段。其中,最长的横沥至番禺区间,长达26公里,划分为10个盾构区段,同步开展盾构施工。

  “这次的隧道建设中,每推进1000米,最大误差不能超过2厘米,在最艰难的路段,和设计图纸上相对位置的误差甚至不能超过5毫米。”项目部土建项目负责人陆小龙说。陆小龙口中“最艰难的路段”位于江杨北路和长江西路交界处,9号工井和10号工井之间。按照正常施工方案,电缆隧道应该打入下层污水管道之下。依据施工工艺,10号井需沉入一个与工井等高的钢筋笼,但由于10号井正上方有高压线,钢筋笼的高度不能过高。为此,项目部多次组织隧道专家及施工方优化项目方案,最终决定将从原水管道和污水管道之间穿过电缆隧道,以降低钢筋笼的高度。

据了解,此次贯通的横番区间4号中间风井至5号盾构井区段穿越南沙、番禺两区,其中左线隧道长约1862米,右线隧道长1882米。盾构机在横番4号中间风井始发,由南向北掘进,先后下穿农田、珠江水系、福愉东路,在横番5号盾构井接收。

  “由于原有两根管道之间只有7米左右的空间,而电缆隧道外径为4.14米。如果掘进出现偏差,土层将出现松动、坍塌,甚至会直接撞击水管。”陆小龙说。为此,上海经研院业主项目部特别成立了青年突击队,啃下多个施工“硬骨头”。“首先要解决的是盾构机硬件上的问题。”青年技术骨干季凡丁说,“厂家生产的盾构机最小口径有5米,在这一路段使用,显然太大了。”为此,青年突击队多次到厂家与技术专家商谈,经过一系列测试后,设计出3.5米口径的小盾构机。小盾构机转弯半径小,更加灵活,可实现上下坡转弯等“特技”,更好地保证掘进精准度。

大盾构安全穿越二级水源保护区

  为保证推进过程中土层稳定、土压平衡,青年突击队员们研发全自动感应式注浆补浆系统,保证在掘进时周围土体快速硬化,保持土体稳定。“盾构机一路‘走’来,防渗隧道同步搭建,穿过水管区域时,离下侧的污水管道最近处只隔了1.3米,仍然确保水管安全。”陆小龙说,“我们拿下的是目前国内技术难度最高的电缆隧道。”

横番区间4号中间风井至5号盾构井区段地质条件十分复杂,直径8.8米的大盾构机在掘进施工中面对诸多需要攻克的难题,周边环境复杂,穿越范围内管线复杂、地面车流量较大,穿越珠江水系部分位于二级水源保护区内,且断面地层和隧道顶部地质断面较多,这对盾构机的掘进控制提出了十分严格的要求。

  加强管控 保证工艺质量

为攻克各类施工难题,地铁建设者们坚持精细化、标准化、信息化管理,运用BIM技术对施工进行全面管理。盾构机掘进施工中,地铁建设者们利用视频对现场安全、质量、进度、风险等进行24小时实时监控,及时掌握地表沉降变化参数,不断细化盾构掘进参数,严控盾构掘进姿态,在确保工程安全、质量的前提下,全力以赴加快工程施工进度。

  除土建部分技术要求高,电缆敷设工作难度也很大。“业内公认,电缆接头的对接是电缆敷设中难度系数最高的工作。如果在两根电缆的接头对接时,有水分和小杂质附在电缆绝缘表面,电缆运行后易引起局部放电,造成电缆故障。”电缆敷设负责人孙波说。

在下穿珠江水系过程中,盾构机遇到上硬下软地层,地铁建设者们通过及时采取增加外置千斤顶辅助措施,保证盾构机稳定受控。由于盾构机下穿段地层主要是中风化泥质粉砂岩,刀具容易磨损,掘进过程中发现参数异常时,施工项目部及时组织专家论证,根据地质条件,进行了一次带压开仓换刀,一次常压开仓换刀,顺利下穿区间最大风险源。

  为控制好接头区域的温度、湿度等环境要求,青年突击队员们采用国内领先的接头环境控制棚技术,以满足虹杨电缆隧道的建设要求。

拼装管片三次复紧螺栓,18号线土建工程已完成36%

  接头环境控制棚是专为电压等级较高的地下电缆设计的环境控制装置,该装置为电缆接头作业创建一个封闭环境,使接头棚中的空气与隧道内的空气隔离。随后,再利用专业环境处理设备处理接头棚内的空气,从而保证空气洁净度。

作为全线首个进入盾构施工的区间,施工单位中铁建华南建设广州地铁十八/二十二号线五分部一工区的地铁建设者们立志为全线做出示范,树立标杆。

  这一次,为使控制棚更好用,突击队员又改造了控制棚。

为了确保成型隧道质量,地铁建设者们加强盾构掘进姿态监测和管片选型工作,严格控制管片拼装质量,为防止因管片变形引起地层的过度扰动,施工人员对管片螺栓拧紧实行三次复紧,即拼装管片时一次拧紧,推出盾尾后二次拧紧,后续盾构掘进至每环管片拼装前,对相邻已成环的3环范围内管片螺栓进行全面检查并复紧,加强螺栓复紧和盾尾间隙控制,减小管片错台、裂缝、漏水,保证较好的隧道线形,提高隧道防水质量。

  改造后的控制棚分为内外两层。外棚利用聚酯纤维充气膜在接头区域搭建封闭空间,充气膜的宽度设计为1.2米,与隧道内弧形支架的间距相同。同时,在充气膜的两面均用PVC材料涂覆,更加适合在隧道环境中使用,安全稳定性高。外棚内侧,青年突击队又设计了防静电薄膜作为内棚。两层保护棚完美地将棚内空气与隧道内空气隔离开来。

截至目前,地铁十八号线土建工程累计完成36%;9座车站中,8座进行土建施工,剩余1座进行施工前准备;8个区间中,5个进行土建施工,陇枕停车场出入场线进行土建施工。万顷沙车辆段、陇枕停车场进行土建施工。

  专业的接头环境处理设备被安置在控制棚的进风口处,该设备可对空气进行除尘、调温等一系列处理。接头环境处理设备不断循环处理棚内空气,使棚内空气得以净化,最终达到工作环境要求。“不仅如此,在对电缆进行对接时,我们要求进入内棚的施工人员穿上一次性防尘帽、防尘服等装备,最大程度保证接头时的环境不受外界影响。”孙波说。

南方日报记者 谭超 通讯员 沈婕

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编辑: 林涛

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