探秘如何破解大興機場線10.8公里“最難區間”

　　(新中國70年)探秘如何破解大興機場線10.8公里“最難區間”

　　　　中新社北京9月26日電 題：探秘如何破解大興機場線10.8公里“最難區間”

　　作者 王舒

　　9月26日，作為北京大興國際機場重要配套基礎設施之一的北京軌道交通大興國際機場線開通試運營。這條“國門地鐵線”建設體量之大、創新之多、時間之短均創下第一。　　中新社記者采訪了深度參與新機場線建設的中鐵第五勘察設計院集團有限公司，揭秘設計方如何破解大興機場線“草橋站—大興新城站”10.8公里全線最深、下穿最多的“最難區間”。

　　9月26日，北京軌道交通大興國際機場線開通試運營，實現大興國際機場和北京市中心半小時交通圈的出行目標。　　中新社記者 富田 攝

　　時間

　　大興機場線實質性開工是2017年3月，距今開通試運營僅30個月，這要求用最短時間、最精準地完成設計與施工。大興機場線“草橋站—大興新城站”區間設計任務，囊括了全線七成的下挖工程。拋去前期總體設計、初步設計，真正留給施工設計的時間只有兩年。

　　因大興機場線車輛首次采用基于城際平臺的市域車型，最高設計時速達到160公里，是中國設計時速最快的地鐵線。因為車速過快，造成了大風壓，需要給車輛預留更大的行車空間，以滿足限界要求。

　　“項目設計團隊六七個人，我們用最短的時間去收集長三角、珠三角地區十多個城市的地鐵設計資料。”項目設計負責人李長安說，廣州、東莞、廈門、南京等南方城市地鐵區間普遍采用大盾構，設計團隊經過反復論證，最終啟用了北京地區最大的特殊區間盾構尺寸——內徑達到7.9米，外徑高達8.8米，遠大于北京地區平均6米的地鐵隧道空間。

　　方案敲定，實際掘進的工期更為緊張，設計團隊最終選定，增加盾構始發井，增加多個工作面；同時，設計還采用了站井分離方案，減少車站和區間相互干擾等問題，最終保證了平均每月掘進約550米、最大每月掘進約1000米的高效掘進。

　　“從2017年3月開工，到2019年3月收尾，我們在非常規的2年里，最高效地守住每個施工設計節點。”李長安說。

　　穿越

　　北京大興國際機場線呈南北走向，其間要穿越多個特、一、二級風險源——運營中的地鐵區間、高速環線、既有鐵路線，城內河道、通訊鐵塔、高壓線走廊、污水處理站、電力隧道以及南水北調南干渠，它們都處在“草橋—大興新城站”區間上。其中，南水北調南干渠的底板埋深約16米，按環境設施重要性等級劃分為“極重要”，設計團隊為其設計下穿隧道埋深達到35米，這也是“國門地鐵線”最深的下穿區間節點。

　　“新機場線超過七成的下挖工程都集中在這里，區間隧道大范圍穿越卵石土層。”李長安表示，局部卵石地層屬于力學不穩定地層，對盾構機刀盤的損壞最為嚴重，也就影響了盾構機的連續掘進。

　　項目設計團隊在最短的時間內，窮盡了所有的設計思路——從明挖法到暗挖法，再到明挖+暗挖組合，最后設計出了管幕棚改支護方案。“在下穿眾多風險源的情況下，還要保障大面積機械暗挖施工，真是一道超難的必答題。”李長安說，團隊反復論證了控制地表沉降及管線變形等問題，最終創造性采用了直徑480毫米、壁厚22毫米，間距550毫米的北京地區最大強度的支護方案，大大縮減了工期，為打通最難穿越節點省下了近1年工期。

　　同時，為了保證盾構機在不良地層的連續作業，設計人員按照每隔約1公里設置一組盾構檢修井的原則，整個“草橋—大興新城”區間左右線共設置了12座檢修井、4座波紋鋼板裝配井，高密度的設計在中國地鐵施工史上尚屬首次，適時保證了盾構機連續作業。

　　協調

　　針對接踵而來的施工掘進問題，不可避免需要與各個產權單位打交道、溝通協調。

　　面對北京地區征拆成本，項目團隊頂住了壓力。為節約成本、提高可行性，團隊給沿線每一個節點都編制了專項設計文件。

　　“功夫不負有心人，每處風險源專項設計文件，最終都通過了專家評審，也贏得了各家產權單位認可。”李長安回憶說。(完)