重点项目巡礼 机场下的非常穿越 ——陕西首条城际铁路顺利下穿机场停机坪建设侧记

　　本报记者 苏怡 通讯员 牛奋香

　　6月17日，正是端午小长假期间，西北地区最大的空中综合交通枢纽——西安咸阳国际机场一如既往地繁忙，高峰小时平均2分钟就有一趟航班起落。

　　就在旅客们匆忙赶赴行程的同时，在机场停机坪和机场跑道地下约18米左右，施工人员正驾驶着一台重达350多吨的盾构机加速掘进。随着盾构机成功将机场站至机场西站盾构区间左线470环拼接完成并继续掘进，西安北至机场城际铁路顺利下穿机场停机坪。

　　作为陕西的首条城际铁路，西安北至机场线的重要意义不言而喻。其建成后，最大运能可达到每日30万人次，从西安北站到西安咸阳国际机场的运行时间将缩短至27分钟。

　 任务艰巨 加强谋划

　 西安北至机场城际铁路自西安北站北广场，向北跨越渭河，经秦汉新城、空港新城至西安咸阳国际机场，全长29.31千米，共设车站10座，设计时速100公里，总投资126.94亿元。

　　施工人员正在建设的正是其中全长2.85公里的机场站至机场西站盾构区间，该区间是全线关键控制性工程，也是我国西北地区最长城际铁路盾构施工区间。该区间实行左右线分别开挖，地下穿越西安咸阳国际机场T1航站楼、T2航站楼，并2次穿越停机坪、3次穿越滑行道、4次穿越航油输油管线，盾构施工一次性穿越这么多航空敏感区关键建筑物，在国内尚属首次。

　　既要保证机场正常运行，又要持续施工，不能有噪音、震动，其施工难度可想而知。

　　“关键是地面沉降控制要把握好，必须保证停机坪、滑行道沉降累计值在10毫米以内，地面隆起累计值在5毫米以内。”中铁十七局机场线项目经理李树文介绍说，所谓沉降控制，就是要保证地表的平整性和稳定性，在飞机起飞速度约300公里每小时的滑行跑道上，哪怕是1厘米大小的坑都可能给飞机起落带来巨大的风险，给旅客带来不舒适的体验甚至生命危险。而时刻担负航油输送任务的输油管线，如因地质扰动造成管线下沉或破裂，后果也将不堪设想。

　　顶着施工难度大、施工风险高的巨大压力，中铁十七局机场线项目盾构工区经理陈洪翠带领团队，通过精心准备和周密安排，制定了安全专项施工方案。“通过对以往盾构施工沉降原因分析，考虑本工程穿越机场敏感区的特殊情况，我发现只要设置好土仓压力，配置好盾构机掘进方向和速度、螺旋机出土速度、同步注浆速率，控制好同步注浆原材料质量、注浆量及压力，在穿越停机坪时，土仓压力比理论计算值稍微高一点，沉降就能够得到有效控制。”陈洪翠说。

　 自主研发 攻坚克难

　 失之毫厘，谬以千里。重达350多吨、刀盘直径6.27米的“大块头”在地下掘进，技术人员必须保证其前进方向、上下左右纠偏量不大于5毫米。

　　为控制好盾构机的掘进方向，陈洪翠团队在传统工艺、工法基础上，引入了激光自动导向系统。该系统自动生成数据，并计算盾构机前进方向与图纸是否一致，方向偏差只要超过3毫米就会自动报警。

　　为随时监测机场敏感区地面沉降情况，该项目采用了传统的水准仪和全自动化免棱镜相结合的方式进行监测，地面哪怕是有1毫米的沉降量，都将在10分钟内反馈到现场负责人和洞内操作室，确保施工处于安全可控状态。“为保障航班的安全起降，确保施工过程中累计沉降量不超过1.1毫米、累计地表隆起量远低于控制标准值，我们的施工人员克服了各种困难。”李树文说。

　　隧道内原有渣土被挖出后，其洞壁要迅速使用预制钢筋混凝土管片拼接成环，而环壁与洞壁之间的空隙必须立即使用混凝土浆液填充，如填充不及时或质量不过关，都有可能造成洞壁垮塌，从而形成地面沉降。

　　为解决这一难题，陈洪翠团队经过无数次试验，改变了以往做法，自主研发了新的浆液配比，将浆液凝结时间从原来的10小时左右缩短到6小时至7小时。同时，浆液强度和体积收缩率也得到了显著改进，在确保同步注浆饱满的基础上，使管片壁后填充保护层迅速强化，及早地弥补了地层损失，以防止围岩失稳、塌落。

　　智慧监控 保障安全

　 盾构机在地下掘进，除操作人员能及时掌握情况外，让检测人员和管理人员也能及时了解情况，并加强监督指导，是确保施工安全的双重保障。

　　通过为盾构施工提供一双智能化的“眼睛”，该项目引入实时监控技术，为施工的准确性提供了多重保障。在硕大的电子屏幕上，盾构机掘进的实时信息、管片安装、出土渣场等各个环节的实时画面清清楚楚。同时，该项目还利用“互联网+”，建立远程监控系统，盾构机施工姿态与实时画面可通过手机APP随时检查。

　　“价值6000多万元的设备，承建这么巨大的工程，操作稍有不慎，就会带来巨额损失。”陈洪翠说，盾构施工关键是技术人才，我们进场的每一名工人都必须进行严格的教育培训。

　　为加强人才培养，该项目在施工现场建立了VR室、BIM室和农民工夜校。通过VR技术让工人身临其境，亲身感受施工环境、进行安全体验。通过BIM技术对工人进行实体讲学授课，通过农民工夜校让工人们迅速了解盾构机的性能、施工的工艺和工法、安全管控的要点等。

　　截至目前，该区间已安全掘进左线480米、右线1000米，左右线已分别成功穿越西安咸阳国际机场第一处停机坪，为后续继续穿越奠定了坚实的基础。

　　据悉，西安北至机场城际铁路力争2018年底通车至空港新城站。届时，乘客换乘飞机、高铁、地铁可实现出行“一站式”到达。

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