成都地铁史无前例的创举
长距离小半径穿越老旧密集房屋建筑群
空前挑战，前所未有
本站消息（李发旺 韩希伟 李瑞基）10月5日，当“引领号” S855盾构机完成第547环隧道的掘进、出渣、管片拼装等一系列动作后，在监控室值班的所有技术人员不禁欢呼起来。至此，成都地铁5号线6A标北站西二路站至西北桥站区间前后历时75天，安全完成砂卵石地层盾构首次长距离小半径穿越老旧密集房屋建筑群的特别重大危险源施工。
贯通成都南北骨干线的地铁5号线线路全长约49千米，二公司承担成都地铁5号线五块石～赛云台、赛云台～北站西二路、北站西二路～西北桥站、西北桥站～花牌坊站、花牌坊站～抚琴站、抚琴站～中医大省医院站六个盾构区间和一段矿山法隧道区间，全线总长约8660米，投资额共3.85亿元。二公司在该线路投入六台盾构机施工，期间要下穿宝成铁路（道岔及多股股道段）、府河及西北桥、铁路局家属院房屋建筑群、完成重叠隧道施工等特别重大风险源，是成都地铁迄今为止风险源最多、施工难度最大的单体项目，也是集团公司迄今为止施工难度最大的盾构项目。
其中北站西二路站至西北桥站区间，双线盾构机需以400米小曲线半径、各连续掘进约400米，长距离、大坡度穿越铁路局家属院内18栋老旧房屋，而这些房屋始建于上世纪五六十年代，房屋结构均为砖混结构、基础埋深浅，有的房屋甚至开裂、渗漏、变形，现状条件极差。“小曲线”、“长距离”、“大坡度”、“老旧房屋”、“密集建筑群”等成为了本次施工的关键词。从业界来说，任何一项难点都非常棘手，而对于二公司成都地铁5号线6A项目团队来说，这么多施工难点累加交集更使施工难度成几何倍数增长。常规的盾构施工允许沉降已经远远超出现状房屋的承受能力，房屋沉降控制极为苛刻，项目团队必须挑战极限。
18栋房屋，1013户居民多达2600多人。由于房屋密集，地质勘察和资料收集困难；由于年代久远，房屋结构、管线情况摸查困难，如何保证盾构机平稳穿越？如何保证房屋结构稳定？如何保护地下管线不受损坏？社区居民十分关注，成都轨道集团、市建委、市政府高度关注，集团公司上下高度关注，对二公司成都地铁5号线6A标的施工人员来说，挑战前所未有，压力空前巨大。
恭敬于事，心诚则灵
为摸清、摸透、摸准房屋实际情况，掌握第一手资料，详细了解住户人数、房屋基础构造、埋深以及房屋是否存在开裂、漏水等情况，项目部安排专人深入每名住户家中进行房屋情况调查。
18栋房屋看似数量不多，但涉及两个社区共1013户2563人，房屋产权分属中铁二局、中铁八局和成都铁路局，房改后房屋权属已分户，居民多为上述单位退休老职工，住户性质多以老人、上班族、出租户等为主，人员关系复杂。
在项目上场前期，调查工作推动困难，举步维艰，面对有的住户早出晚归作息时间不固定、上下班时间不确定的情况，调查人员积极与社区沟通，在社区和楼栋长的配合下，摸清住户的生活作息规律，放弃自身休息时间，利用吃饭时间或者晚上主动“蹲守”，“见缝插针”地开展调查工作。调查过程中发现小区中特别是老人、小孩对外来人员警惕性高，同时加上言语上沟通不够顺畅导致沟通难度极大。调查人员迎难而上，通过实地走访和了解，找来了小区德高望重的长者给大家做工作，用真诚和执着打动了住户，赢得他们的支持与配合，从而顺利开展了调查工作，同时也为项目后期各项工作的开展奠定了基础。
期间，项目部与街道办、社区联动，开展了“情暖社区、关怀进家”义务帮扶，项目职工利用空余时间开展了“社区排污清理”、“中医义诊进社区”、“节日慰问困难户”等活动。针对小区内雨污管线堵塞严重影响居民生活的情况，项目部派出专业技术人员，提供相应物资设备，修复污水管道，保障了居民的正常生活，同时协助居民清理社区卫生、修复路面。这一系列活动取得了社区居民的真诚理解与支持，居民们配合施工提供场地、提供施工水电接口，并对施工中造成不便，社区居民也极为理解配合。
科技引领 仿真试验
在盾构掘进中，由于盾构对土体的开挖卸载作用和盾壳与周围土体的摩擦剪切作用导致洞周土体受力，引起地层发生变化。为采集到适应当前地质地层且地面沉降值最小的盾构机参数，项目部分别在左线、右线进行了一百多环的试验掘进。在试验掘进期，详细记录每一环的掘进速度、盾构机推力、刀盘转速、刀盘扭矩、土仓压力、出土方量、监测点变化情况，然后将所有数据综合分析，研究同类型地层的地质特性、沉降规律，根据地质特性优化盾构掘进参数，得出理论参考指标。
除了分析土体沉降对房屋沉降的影响外，盾构机掘进时的刀盘震动也有可能影响地面建筑物。项目部使用类比法进行模拟计算,从结果来看盾构震动扰动数据在房屋的可承受范围内。
项目部还对下穿房屋期间盾构施工进行有限元仿真模拟分析，有限元分析是利用简单而又相互作用的元素，是用有限数量的未知量去逼近无限未知量的真实系统，是行业内非常成熟的工程分析手段。项目部通过建模仿真计算，得到了盾构机安全掘进的理论保证。
强力保障，协同作战
在盾构下穿房屋施工中，为避免地面沉降，必须确保盾构机在穿越建筑物时以最佳状态匀速、同步的掘进，保证盾构机无故障地进行24小时连续掘进。为保证施工，项目部在施工前专门制定了专项施工方案，从人员、设备、物资等方面强力保障施工。
项目部在标配盾构掘进工班的基础上，增加一名专职测量员，时刻监控盾构机姿态、辅助盾构机司机调校盾构机姿态；增加一名电气工程师、一名机械工程师、一名电工、一名机修工跟机作业，保驾护航；每个掘进工班后配一个专业注浆工班进行注浆施工，确保盾构通过后的地层密实填充。
同时，为全力保障盾构施工，项目部所有设备管理人员、物资管理人员、安全管理人员及后勤保障人员全部转移到离施工现场最近的工点上班，就近服务、靠前指挥。
除了定期维护保养盾构机等设备外，项目部还与盾构机、龙门吊及电瓶车厂家技术人员取得联系，通过技术咨询、售后服务等方式常驻施工现场，时刻关注设备运行状态，同时对所有设备、配件、机具做备份备用件，确保降低设备故障率、确保设备运行状态良好。
管片、消耗性材料、地材等大宗物资的供应保障也是关键点。项目部在现有供应商的基础上又增加备选供应商，用经济合同约束管理供应商保证施工。
科学管理，成功突破
通过试验段掘进、仿真模拟、震动类比取得了盾构掘进参考值，做好了充分的人员、设备、物资保障，如何制定科学合理的专项施工方案，如何完美地嵌入施工管理的各个流程环节，事关盾构掘进的安全成败。
由于涉及到居民区的多栋老旧建筑、涉及到多个社区、上千户居民，安全稳定事关民生大事，是项目部考虑的头等大事。为保证地面安全稳定必须进行24小时不间断掘进施工，那么专项施工方案、突发情况处理应急预案必须充分、扎实。事涉当地政府不同级别的多个部门，协调工作纷繁复杂、难度超乎一般的想象。
方案的确定是打好攻坚战的最大前提，二公司主管领导对此高度重视。成立公司领导、机关部门、二公司成都工程指挥部（盾构事业二部）联合工作组，对风险的分析、方案的形成、掘进的控制全过程都进行了筹划和明确。早在项目上场的初期，就形成了专项方案，分别报送到监理、设计、四川中铁建地铁投资有限公司、成都轨道交通集团、派出所、街道办、公安局、城管局、房管局等单位以及行业主管部门，相关人员多次踏勘现场、反复论证，项目部不断收集各方意见、不断修改优化。
5月16日，已经完成试验段施工的左线盾构机到达开仓检刀位置后停机待命，施工方案的论证进入决策落地阶段，也进入未掘进期的最大风险期，因为盾构机长时间不掘进停机可能会造成周围土体坍塌包裹盾构复推困难，复推后又有可能会造成超方，技术控制措施非常难。
期间，先后经过三次建委专家会、四次轨道集团专项会、其他各项汇报研讨三十多次专门论证方案，多方专家出谋划策、各个部门分工配合，施工专项方案和应急预案才逐步丰富完善。
7月19日，已是盾构机停机待命的第65天，项目部邀请多名行业内专家再次论证专项施工方案，通过施工方汇报、专家质询与讨论，专家评审组认为施工方案可行，并建议根据试验段总结的参数进行施工。至此，专项施工方案尘埃落定。
专项施工方案论证通过后，项目部专门为掘进工班长、盾构机司机、测量员、监控员、地面工班长等人员编制了一本盾构施工作业指导书，内容涵盖地面工序、地下工序、掘进参数、注浆、管片安装、监测点布设、应急措施等盾构施工的全部环节，对各工序人员分工及其职责明晰确定，对掘进参数、出渣方量、注浆方量甚至浆液配比参数做指数锁定。
盾构施工控制沉降，最主要就是要控制出渣量。为把牢掘进出渣控制关，避免多出渣造成超挖，项目部设置两道“关卡”。项目部通过采取多种方法，计算每环总出渣量，分析是否超挖、是否会造成沉降，以便及时采取措施，保证施工安全。
由于盾构的外径大于管片的直径，随着盾构的推进，在管片与土体之间将产生建筑空隙。如果不及时填充这些空隙，将会迅速造成地面沉降房屋变形，因此注浆施工对于控制地面变形和沉降极为重要。为提高注浆效率、确保注浆效果，项目部分别在隧道内和地面上两个区域进行了“三阶段”注浆。
房屋调查显示，施工所涉及的18幢家属楼为砖混结构，其中有1栋房屋为浅埋独立基础，其余均为条形基础，基础埋深最浅的仅1.2米，而且房屋开裂、钢筋锈蚀、墙皮脱落情况十分严重。
针对这种情况，项目部对所有房屋立即进行了预加固措施，根据现场实际道路、空间情况，对有条件加固的12栋房屋提前进行了16个位置、多达700多个孔洞的钻孔注浆加固并预留跟踪注浆孔。通过预加固，在即将开挖掘进的隧道上部与房屋之间筑成了一道坚固的“保护壳”，奠定了盾构安全施工的前提条件。
在地面上房屋周边位置提前进行了预注浆之后，跟随盾构机推进位置跟踪注浆、推进完成后在盾构机后方地面进行补充注浆，在隧道内同步、二次注浆、排查补充注浆。不同位置、不同阶段的注浆又各有不同的工艺、不同的配比。
在29.01‰坡度条件下的400米半径小曲线穿越密集房屋建筑群的盾构施工却在业界少有。29.01‰的坡度与地铁设计规范中正线最大坡度宜采用30‰坡度的相比所差无几，又是在下穿老旧房屋密集建筑群条件下施工，盾构机姿态控制的难度可想而知。稍有不慎，轻则出现盾构机推进轨迹此起彼伏、左右偏移“蛇形”前进，重则导致隧道管片严重错台、破损、渗漏水等严重的质量问题。尽管有作业指导手册的参数指标，但现场施工情况千变万化、错综复杂。为确保快速反应、及时应对，项目部专门设置两名监控员实时跟踪盾构机姿态，同时确保盾构机导向系统运行正常，及时纠偏、稳步纠偏，成功攻克了小半径曲线的施工难题。
在如此大坡度的条件下，随着隧道埋深增大，富水砂卵石特殊地层的大流量水成为了盾构施工的头号“拦路虎”。由于埋深大导致水量丰富，坡度大导致水流急速，量大急速的地下水将造成管片上浮，偏离隧道设计轴线，还有可能从盾尾涌出进入隧道造成不可估量的损失，如果不彻底治理“水患”，隧道质量控制也无从谈起。施工中及时采取有效的浆液配合比，达到了控制管片上浮保证管片质量的效果。
应急保障，有备无患
成都轨道集团、四川中铁建地铁投资集团、集团公司及西南指挥部、二公司联合成立了应急保障工作小组，并执行现场24小时值班制度、协调施工及应对突发事件应急相应处理。项目部按照技术控制、现场抢险、设备保障、人员疏散等专业功能成立应急小组，并多次针对不同施工险情、突发情况等开展模拟演练，提高了项目人员应急处理能力。
由于居民区道路狭窄、大型机械无法进入，项目部提前在北站西二路和一环路建立了三个应急物资存放点。注浆泵、地质钻机、发电机、空压机、电焊机等设备随时待命，假如产生险情，相关设备可在就近到达。
无论怎样，社区1000多户居民2600多人，他们的安全才是第一位的。除了有力的技术保证和掘进控制，项目部把应急疏散工作更作为重头戏。项目部与周边的近十个酒店、宾馆联系，统计客容量、商定客房费用、建立联系方式、签订合作协议；办公室购置了大量的饮用水、食品；针对个别房屋结构特别差的情况，项目部与住户沟通，短期租赁给项目部，项目部重点监测跟踪。
完美穿越，挑战极限
7月23日，蓄势待发的左线盾构机掘进开始下穿施工，成都轨道集团、四川中铁建地铁投资集团、中铁建大桥工程局二公司等单位领导和专家坐镇北站西二路施工现场，密切关注施工，全体施工管理人员抖擞精神投入战斗。8月份的北站西二路的工区办公室里，灯火通明、彻夜不休，施工现场吊装、出渣、掘进等工作有条不紊推进，风雨无阻，只为了一个目标。
8月16日，随着左线第558环管片顺利完成拼装，左线区间安全完成居民区特别重大风险源的盾构下穿工作。期间掘进参数正常，地表沉降数值在控制范围内，为后续右线盾构下穿居民区提供了参数和经验。
9月3日右线盾构机开始掘进，尽管有左线盾构机安全穿越的成功经验，但施工风险不减反增，因为左线盾构机已经扰动了区间地层和房屋基础，这就要求项目团队打起比左线施工时更多十二分的精神，全神贯注投入施工，如履薄冰、如临深渊般对待风险。
付出就有回报，前方的好消息不断传来，9月9日掘进完成13环，累计沉降2.59毫米……9月29日掘进完成14环，累计沉降3.99毫米……9月30日掘进完成7环，累计沉降4.96毫米……值班室的施工形象进度图不断填涂，不断更新……
由于是零时间现场交接班，每个班组需要提前到现场与上个班组接班，需要延迟下班时间等待下个班族接班，连续一个多月的连续施工已经达到了施工人员身体承受的极限。
对比一线施工人员身体上的极限，项目管理团队则被高度紧张的神经压迫的喘不过气来。尽管有了万全的保障措施，但设备情况、地层地质等还存在很多未知，谁也不敢有丝毫松懈。有天晚上，值了白班刚刚睡下的项目经理张君突然被电话惊醒，惊醒的瞬间他的心就提到了嗓子眼，还好只是小故障很快就被排除了，施工很快进入了正常。
8月20日晚上八点，集团公司副总经理韩再明来到施工现场，对盾构下穿工作提出要求，要求项目部严控盾构机姿态、严密跟踪地面监测，做好应急保障措施。二公司执行董事、党委书记徐润泽每周必到一次施工现场，叮嘱项目团队：“正常管理、正常控制、平稳推进，保持上下左右信息通畅、快速反应”。
分布在地面的300多个监测点是施工管理的眼睛，也是施工成败的直接证据。项目部的8名测量员分成两班，间隔4小时测量一次数据，由于受房屋位置影响，测量时间却比平常要多花一倍。测量人员将每个点位的检测数值第一时间汇总到值班领导，此后再跟踪、再监测……沉降值最大保持在6毫米，远远低于业主规定的30毫米。成都轨道集团建设分公司总经理张延听取项目工作汇报后，说：“沉降值控制在这个范围，没有预警，挑战了行业‘不可能’，堪称最完美的盾构下穿施工”。
居民区里，穿着工作服、头戴安全帽的二公司施工管理人员，专心致志地干着地面钻孔、注浆加固、测量监测工作，小区居民有的摆摊、有的出门上班、有的买菜回家，谁也没有对施工有任何围观好奇，谁也没有对施工人员多看几眼，仿佛他们就是自己的邻居、就是隔壁的住户。确实，已在小区内施工一年多的这些年轻人，从搀扶老人上楼、到开展社区服务、再到疏通小区地下管道，今天东家有喜事、后天西家有白事，需要出力气的时候项目施工管理人员总是悄悄地冲在最前头、走到最后头。前不久，施工人员还把小区内破损极为严重的一段道路用剩余的混凝土废料浇筑一新。在小区居民的眼中，早已把他们当成了自己的亲人。夏天时有次项目部组织打扫小区卫生，一位60多岁的老人自己买了矿泉水，塞到施工人员手中，心疼地劝他们天热多休息慢慢干……
10月6日晚上，一位老奶奶拦住正在做跟踪监测的阚玉波问，“你们的盾构机啥时候过我们屋底下呀？”“已经过完小区十几米啦”，阚玉波笑着说。老奶奶听完后自言自语，“那么大的家伙从地下过咋没有一点动静呢”。
不是尾声的尾声
这已不是二公司第一次在危难险重任务中担任“冲锋者”、“破局者”，作为成都地铁的第一批参建队伍，二公司无疑是一支勇担重任、屡创佳绩的“开路先锋”。12年来，二公司在成都地铁已建、在建的多条线路的盾构隧道共计60多千米，二公司以技术创新为核心动力，在成都地铁建设史上实现了中国西部第一台盾构机的顺利首发，开创了复杂地层条件下采用盾构法施工的世界先例，刷新了成都地铁的多项第一。持续的技术创新又为二公司发展提供了强大动能，使二公司实现了在轨道交通领域的滚动发展。
目前，二公司在建地铁工程共26项，合同额达94.9亿元，其中仅成都就有在建工程5项，合同额达12.7亿元。除了成都地铁5号线6A标施工具有四个特别重大风险源施工外，5号线6B标面临重叠隧道始发和矿山法隧道施工难题，该项目也是成都首次运用矿山法、盾构法工法结合掘进的区间隧道；10号线二期工程土建1标将创造成都地铁建设史上三个“首次”，即首次长距离下穿运营机场、首次采用冻结法联络通道施工、首次使用BIM三维动态管理实现盾构机洞内解体；6号线8标是在既有车站未预留始发条件下进行始发，期间下穿二环高架桥、府河、侧穿中铁九天广场锚索、上穿5号线既有隧道，同时以350米小曲线半径穿越铁二院房屋，并重叠穿越上世纪五十年代老旧房屋；18号线采用集团公司首台大直径盾构（8.6米）盾构穿越中风化泥岩地层，区间属于洛带气田和苏码头气田影响区，影响程度为天然气危害低区，为低瓦斯盾构掘进区间。
挑战才刚刚开始……
