300吨重的盾构机将穿越向阳公园湖底。 遵循实验数据设定盾构机推力。 2.2米7.6-10米盾构机推动标的目标盾构机湖底事情剖面图向阳公园北湖 枣营站-春风北桥站区间在建地铁地道向阳公园北湖

　　在地铁14号线工地里，有着5年“驾龄”的盾构机手汪健正驾驶着盾构机，在地下10米逐步向向阳公园湖底逼近。从12月6日开端的穿湖实验，60米的距离，盾构机走了近10天。统统顺利的话，本周会正式下穿向阳公园北湖，这也是2020年前北京的末了一次穿湖地铁工程。

　　穿越向阳公园北湖和南湖，总长度达到2.4千米。“头顶”是150万立方米的水体，相称于1/3的昆明湖。这么庞大年夜的水量，很难再像此前地铁下穿玉渊潭那样把湖水抽干，只能不抽水长距离穿湖，这是北京地铁扶植史上的初次测验测验。

　　现场拜望

　　不抽水穿越半途“不换刀”

　　“矢志攻坚，穿湖不畏艰险；经心管控，成效源自当前。”在14号线19标工地里，即将下穿向阳公园北湖的右线地道上方，写着如许的标语。

　　14号线19标段以方才封顶的枣营车站为始发点，两台地铁盾构机从车站下井，一前一后向北掘进，朝着穿越向阳公园北湖的标的目标迟缓进步。

　　11月8日先行始发的右线盾构机，已掘进350米即将进进湖底，左线盾构机本月初开端推动。虽然介入过南水北调、地铁大年夜兴线等多次战斗，汪健此次碰上的可真是块“硬骨头”，

　　盾构机巨大年夜的刀盘切下来的土方源源赓续地从传送带今后方传往，“每进步一环，出土量是41立方米，恰好装3个半车斗；须要注浆约2.8立方米，以填满盾构隧洞和周围土体的裂痕，完成加固。”汪健介绍说。

　　据介绍，即将穿越向阳公园北湖肯定为不抽水盾构穿湖，是以盾构穿湖得趁热打铁，半途不克不及换刀。“换刀就必需在盾构机的地位挖竖井下往换刀盘，意味着还是得抽排湖水。”

　　60米实验段实现“微扰动”

　　12月12日，记者在现场看到，右线已掘进到260环，每环1.2米。

　　在203环的时候正式进进实验段。市政四公司项目副总工史磊磊奉告记者，三百吨重的庞然大年夜物在湖底掘进，还不克不及对湖底举行防渗、泥土加固等各种施工，是以请求严酷节制施工沉降，以制止湖底渗漏的风险。

　　如斯准确的节制指标颠末端周到的验证。史磊磊说，在达到湖底的100米之前，盾构区间设定了60米的实验段，“我们本来是想做得更长一些，但是现场前提有限。”经由过程对实验段的掘进，技术人员紧密密切监测土层转变，得出穿湖盾构最稳妥的节制指标。史磊磊说，经由过程对盾构施工参数的科学制定，最终测算沉降只有3毫米，“真正实现了对土体的‘微扰动"。而实验段与湖底的土层有连续性，提早摸准了“脾气”，穿湖施工才有充足的掌控。

　　4次穿湖总距离达2.4千米

　　“湖程度均深度达到2.2米，盾构机发掘出的地道顶部距离湖底为7.6米至10米。”据介绍，盾构机将在离地面12米摆布的深度掘进。一次穿湖要挖出高低行两条地道，盾构机须要4次穿湖，总距离达2.4千米。

　　按照计划，盾构机从枣营站下井始发后，先向北掘进，两台盾构机前后发掘出列车高低行标的目标的两条地道。而抵达北段春风北桥站以后，盾构机被吊运出地面再度回到解缆点枣营站，向南侧的向阳公园站掘进。

　　计划肯定为两台盾构机一前一后，右线盾构先完成穿越，左线盾构机再跟进推动。估计右线盾构来岁1月15日摆布完成北湖穿越，左线盾构来岁2月完成。悉数穿湖过程估计在来岁8月完成。

　　工程揭秘

　　实验段摸着石头过河

　　在建地铁请求沉降节制在3毫米的环境，通常是鄙人穿既有线的时候。但是达到这个结果，须要采纳必然环境的土体加固。14号线下穿向阳公园湖，在不抽水的环境下，没法采纳任何办法。“我们只能经由过程对盾构施工参数举行最优化，以减少盾构对土体的扰动，这就须要提早将土压、盾构机推动速率计算出来。”史磊磊说，这就是提早计划实验段的目标。

　　此前北京也有过地铁盾构穿湖的工程，好比9号线下穿玉渊潭公园湖，但当时施工时对湖水举行了截流。向阳公园湖可以算是北京市真正意义上的第一次穿湖。“从图纸上看，并没有穿湖的内容，我们只能是摸着石头过河，但实际上‘并没有石头可摸。"

　　在没有前期履历可以借鉴的根本上，项目部只能凭着之前穿桥、穿既有线的施工过程和履历做前期预备。“之前在南水北调工程盾构下穿肖家河桥时也做过一个实验段。我们在此根本上把监测的内容更加雄厚了一些，监测断面更加优化”，在与计划单位举行了相同，共同制定了下穿向阳公园湖前制定一个监测断面的实行计划，也经由过程了专家的评审。

　　为了使实验段与湖底土层具有连续性，项目部选择了距离湖区100米的距离，开端举行监测断面的设定，即“原位实验”实验段本身就是地道的一部门。

　　3D实验摹拟盾构机掘进

　　在完成了前期预备事情后，11月9日开端对实验段举行监测布点。12月6日盾构机开端下穿第一个监测断面，其间设定了许多步调，盾构机的机头到监测断面18米开端汇集数据，12米、6米别离汇集监测数据；当盾构机尾离开监测断面6米、12米、18米再别离汇集数据。

　　“盾构机是推着土走的，在鞭策的过程中，也就是在穿越前、穿越中和穿越后，泥土都会变形，我们按照土层位移做了一个曲线，再举行深切的阐发。同时对实际地层和勘察地层举行比对，将挖出来的泥土送到尝试室，举行土体尝试的阐发。”在史磊磊的电脑上，记者看到了一个利用各种实验数据做出的一个flac3D技术摹拟图，“我们先有了一个感性熟谙，再经由过程实际盾构穿越后对地层的影响，来设定盾构机的推力、推速和扭矩。以最优化的计划安稳地推动，以实现对土体最小的扰动。”

　　地层沉降24小时紧密密切存眷

　　因为要获得各种实验数据，鄙人穿实验段之前，盾构机的推动速率是每天20环；在实验段，每天推动不到10环。

　　实验段的盾构施工对沉降达到了料想的节制，但即将开端的正式穿湖未知的风险还是存在。现场技术盾构卖力人赵海比来几天都呆在中控室中，紧密密切存眷着计算机上的各种数据。

　　“盾构施工在地下，进进到必然的深度还比较热和，最辛苦的是地面监测的事情人员。”赵海说，比来几天在右线的盾构推动首要放在了夜间。盾构机刀盘快到布设的沉降点之前、达到布设地点和过后，都须要人工现场测量。“不管是夜里几点，甚么时候推到预定地点，他们就得甚么时候到现场。”

　　这几天，右线推动已有三百多米了，洞内相对比较热和，但左线还只有几十米，离洞口太近温度太低，管线、阀门频繁被冻住。“之前我们把管线拆下来拿到地面加温，现在又采纳给管线‘穿衣’的体例，各种方式都用了。”赵海说，“你现在进左线往看，台车进洞了，底下的冰柱还没有化。”

　　每条地道进湖前都要实验

　　向阳公园南湖和北湖都有穿湖的工程，但盾构机鄙人穿时碰到两个湖区的土层其实不不异。史磊磊说，南湖风险更大年夜，湖底是沙卵石层，北湖首要还是黏土层，是以须要别离设定实验段。

　　别的，左线和右线虽然相距其实不远，但其实不是平行展设，为了更严谨，也须要在盾构穿湖之前汇集数据。

　　穿越湖区另有两大年夜难点，穿湖意味着地道有一个往下扎的过程，但北湖穿湖段在平面上恰好是一个直径为400米的圆曲线，也就是“既转弯又下坡”。要与湖水“保持”安然距离，又要包管列车能跑得动，坡度设定为28%。。“当坡度超越30%。时，地铁就跑不起来了；盾构机计划的爬坡才能最高也是30%。，也就是说这个坡度计划已达到了盾构施工的极限。”

　　别的，14号线利用的是A型列车，比拟目前北京既有线利用的B型列车2.8米宽的车身，要宽出20厘米，是以对地道轴线的请求更加严酷，盾构把持手在拼领受片时须要提早准确算计。

　　背景

　　地铁14号线是北京市轨道线网中一条连接东北、西南标的目标的“L”型骨干线，线路沿线颠末丰台、东城、向阳三个区。14号线西起丰台区永定河以西的张郭庄，东至看京地区的来广营，线路全长47.2千米。全线共设车站37座，除张郭庄及园博园站是高架站外，别的均为地下车站。

　　14号线打算分二期开通运营。首开段线路解缆点张郭庄站，东至西局站，长约12.4千米，打算于来岁上半年通车。包含本次穿湖段在内的东段线路打算于2014年年底通车。

　　清点

　　3条地铁的“水下之旅”

　　下穿桥区、下穿既有地铁线，在北京地铁扶植史上其实很多见，但下穿河湖，迄今为止，14号线是“第三遭”，但倒是最难啃的一块“硬骨头”。记者领会到，北京地界儿上河湖本就不多，地铁线路在计划时也在尽大概避开穿湖。在地铁14号线下穿向阳公园湖以后，到2020年，北京地铁打算计划上，再没有下穿河湖的线路。

　　9号线下穿玉渊潭 截流半年

　　地铁9号线军事博物馆至东垂钓台站区间有400米地道需下穿永定河引沟渠和玉渊潭东湖，这也是北京地铁施工史上第一条从水下经由过程的地道。

　　从2009年11月起至2010年5月，长达半年的时候内玉渊潭东湖变成“无水湖”。鄙人穿前，施工方先将46万立方米玉渊潭东湖湖水经由过程市政管网排挤，加设查验井，采取盾构施工的方式下穿玉渊潭。施工结束后，再把湖水重新注进。

　　9号线穿湖最大年夜的难点在于地层，穿越玉渊潭东湖时地下含有大年夜粒径的卵石和漂石，可见的漂石粒径最大年夜为1.7米，盾构机须要常常替换刀盘。别的，因为要下穿既有1号线，9号线埋深近30米，地道距玉渊潭湖底最深处达30米。为了达到计划请求，列车参军博站出站后就开端走下坡，或许900米达到玉渊潭东湖，然后持续往下走310米，达到最低点。在穿越湖底的地道时，最大年夜坡度列车前行100米的距离爬坡2.6米。

　　7号线下穿莲花河 河底防渗

　　地铁7号线在本年两次胜利下穿本市西南部的莲花河。这也是本市地铁施工中初次大年夜断面地下穿河。因为莲花河并不是静止，不克不及像湖水一样抽干再施工。下穿悉数采取人工发掘的体例。

　　第一个穿河处为东西向的两条地道下穿南北向的河道，两条地铁地道别离高6米，宽4米，顶部距离莲花河8米；第二个穿河处为达官营站车站的风道下穿河道，风道宽10米，高13米，构成了本市地铁穿河施工的最大年夜断面，而其顶部距离莲花河仅为4.8米。

　　以是穿越部门的河底都必需举行防渗展衬后，地铁才从下方举行“穿越”施工。

　　14号线穿向阳公园湖 顶水施工

　　14号线下穿向阳公园湖初次不抽水施工，据项目部副总工史磊磊介绍，向阳公园湖平均水深2.2米，水域面积68公顷，水量达到150万立方米，相称于1/3的昆明湖。假定抽干湖水，不但影响太大年夜，并且经济损掉大年夜。

　　穿湖最大年夜的难点是顶水施工，半途不克不及替换刀盘，以是要包管盾构机的刀盘开挖面稳定，制止湖底隆起或塌陷。别的一项难点就是节制盾构机的推力。因为路面土压大年夜，湖底土压小，是以盾构机在湖水边缘需精准调剂推力，以包管安稳钻进及钻出湖水下方。