在激动、骄傲之时，苏州轨道交通人说，“创新”是他们拿下这一国家级大奖的“硬核”实力。

 

　　技术创新

 

　　盾构连续穿越570幢建筑物

 

　　划定“苏州盾构红线”，沉降最多不超过20毫米

 

　　15条区间里，盾构连续密集穿越570幢建筑物。回忆轨交2号线的建设历程，苏州轨道交通集团建设分公司技术管理部技术主管王飞首先想到的便是这项创举，“当时调研的结果发现，国内外轨交连续穿越建筑物最多不超过300幢。”

 

　　作为沟通苏州南北的一条重要线路，轨交2号线串联起了平江新城、苏州火车站、山塘街、石路、三香广场、桐泾公园、沧浪新城等重要节点。王飞说，轨交2号线弯弯绕绕之处比较多：一方面，轨交2号线沟通串联的关键节点本身不在一条直线上；另一方面，受古城区中“丁字路”的限制，轨交线路不得不以小半径曲线穿越建筑物群。

 

　　从轨交2号线的陆慕站到宝带桥南站共有15条地下区间隧道，每个区间隧道均需下穿建筑物群，其中山塘街站-石路站区间需穿越的建筑物最多，达到85幢。轨交2号线穿越建筑物的类型众多，包括市文保建筑、苏式老房子、现代居民楼、办公高楼、商业区店铺、城中村、厂房等等。不仅如此，苏州盾构掘进施工所处的地层大部分为富水粉细砂地层，盾构在掘进施工时极易出现开挖面坍塌、地层沉降超标等问题。“富水粉细砂地层+建筑物群的组合，使得轨交2号线盾构施工难上加难。”王飞说。

 

　　对此，早在轨交2号线开工之前，苏州轨道交通集团便设立了盾构下穿建筑物群施工安全控制技术研究的科研课题，由北京交通大学和中铁十七局集团组成的联合课题组于2009年10月正式启动相关研究。在调研时，课题组了解到，当时即使一流水平的施工单位，在密集连续穿越数十幢房子后出现了房屋墙体显著变形开裂、门窗关不上等问题。轨交2号线要密集连续穿越570幢建筑物，迫切需要研发一套全新的安全控制技术体系。

 

　　“红线”的划定成为首要任务，需要精准定义盾构穿越时的建筑保护范围。王飞说，虽然当时国内几大城市已有这方面的研究成果，但苏州的粉细砂地层有其特殊性，与北京的砂卵石地层、上海的淤泥质土地层、广州深圳地区的岩土复合地层等均有着显著区别，因此，苏州必须独立自主研究自己的“盾构红线”。

 

　　联合课题组以现场试验为主开展了针对性研究。历经近一年时间、十多次现场试验，最终在2010年8月轨交2号线首台盾构始发前，确定“苏州盾构红线”为：距离盾构区间隧道中心线20米。

 

　　穿越文保建筑物是轨交2号线盾构施工中更大的难题。

 

　　王飞介绍，以位于山塘街站-石路站区间的玉涵堂为例，相比于带有桩基的高楼大厦、框架结构的住宅楼、钢结构的工业厂房等，这样的古旧建筑由于其地下结构部分只是浅基础，刚度小，抵抗变形的能力差，遇到盾构掘进时“敏感而脆弱”。

 

　　为此，早在轨交2号线勘察设计阶段便制定了玉涵堂专项保护方案。进入施工阶段，苏州轨道交通集团又多次邀请国内一流施工单位、高校、盾构厂家的技术专家、学者们来苏研讨、论证，敲定了盾构穿越玉涵堂的专项施工技术方案。最终，完成盾构施工后，玉涵堂所有建筑物的最大沉降值仅9毫米多，确保了文物的安全。

 

　　轨交2号线穿越建筑物施工始于2010年8月，结束于2012年10月。监测数据显示，盾构施工完成后，轨交2号线所穿越的570幢建筑物的沉降变形值均在安全控制值内，即：地表沉降不超过16毫米，建筑物沉降不超过20毫米，无建筑物出现结构开裂等情况，所有建筑物均安全。

 

　　基于轨交2号线盾构穿越570幢建筑物工程所形成的研究成果，荣获2018年度住建部“华夏建设科学技术奖”二等奖，并获得6项国家发明专利授权。

 

　　思路创新

 

　　地下切削广济桥灌注桩

 

　　创造世界上盾构切削大直径群桩首个案例

 

　　盾构切削广济桥是轨交2号线施工中的又一项创举。

 

　　广济桥位于轨交2号线山塘街站-石路站区间，桥长43米、宽32米，为双向六车道。当时负责这一区间施工的苏州轨道建设分公司土建安装二部主任陈海丰介绍，由于石路站距离广济桥仅60米左右，从平面位置来说，在设计上难以调整区间线路进行避让，只能选择下穿施工，致使广济桥共有14根直径1～1.2米、长34.5～38.5米的钻孔灌注桩处于区间隧道位置。

 

　　选择切削法穿越不是没有过纠结。陈海丰说，在2010年前后，作为一种新兴工法，盾构直接切桩无论是在理论层面还是技术层面，都远未成熟。盾构机针对的施工作业环境，要么是土层，要么是岩层或岩土复合地层，一般不考虑切削地下钢筋混凝土障碍物。纵然国内外已积累了十多个盾构切桩工程案例，但总体来说风险较高。所以，穿越广济桥最早的设计采用的是“拆除旧桥-拔除桩基-重建新桥”的传统工法。

 

　　然而，位于主干道广济路上的广济桥周边环境比较复杂，桥下面是山塘河和上塘街，紧靠着繁华的石路大型商业圈、金阊实验小学，旁边200米远的地方就是列入世界遗产名录的苏州古典园林留园。同时，广济桥的交通量很大，早晚高峰途经车辆、人群络绎不绝，盾构穿桥施工前，仅从广济桥上经过的公交线路就有23条。“拆桥复建工法在技术上虽然容易，但造价高、工期长，对交通、周边环境会带来长期不良影响。如果盾构能够直接切桩穿越过去，那自然是最佳方案。”陈海丰说。

 

　　苏州轨道交通的建设者们决定迎难而上。由于既有案例中切削的最大桩基直径只有0.8米，广济桥的桩基却有1米～1.2米，而且总共要切削14根，这将是世界上盾构切削大直径群桩的首例。除了开展专项技术研究，联合课题组还广邀国内外专家进行论证，并组织开展了盾构切削钢筋混凝土桩基大型现场试验等。经充分调研、论证，建设者们决定采用改进增强后的盾构机直接切削穿越广济桥群桩。

 

　　2011年12月和2012年6月，山塘街站至石路站区间的左线、右线盾构分别成功切削穿越7根桥桩，施工工期分别为8.5天、14.5天，桥梁和隧道均安全，节省工程费用约1085万元。该项目形成的科技成果“盾构切削大直径钢筋混凝土群桩关键技术”荣获2017年教育部科学技术进步二等奖，相关技术获得6项国家发明专利授权。

 

　　管理创新

 

　　质量管控新招频出

 

　　“望闻问切”监控盾构影像还原钢筋骨架

 

　　轨交2号线工程建设伊始，苏州轨道交通集团即确立了誓夺“国家优质工程奖”的创优目标，在质量管理过程中频频创新，形成了“双梯次”“三道关”等长效管控机制。

 

　　苏州轨道交通集团建设分公司安全质量部副主任郭耀雄介绍，“双梯次”是指建设分公司与土建安装部两个层级对现场进行管理，土建安装部每月对所管辖标段全面检查1次，建设分公司每季度督查1次，抽查比例30%且确保每标段每年度至少受检一次，确保质量、安全管理无死角。“三道关”是指质量管理“责任关”、建筑主材和分包队伍“进场关”以及工程材料和实体“检测关”，从源头到成品严格把控。针对轨道交通工程的施工特点，苏州轨道交通集团还创建了“五步挂牌验收制度”。上道工序必须由专人检查验收合格、在现场醒目位置张挂验收合格牌后，方可进入下道工序。

 

　　标准化建设贯穿轨交2号线及延伸线建设全过程，当时形成的1.0版“标准化建设管理手册”涉及五部分内容，即质量管理、安全管理、技术管理、前期管理和物资设备管理。此后，结合轨交4号线、3号线工程建设，苏州轨道交通标准化建设工作不断推进完善，目前已升级为2.0版本，并在轨交5号线和6号线工程中全面推广。

 

　　在具体项目施工中，为保障施工安全和质量，各类创新管理举措更是层出不穷，对盾构施工的“望、闻、问、切”全套监控流程是其中之一。王飞介绍，以切削穿越广济桥施工为例，“望”，是从出土口、渣土坑等处收集钢筋和砼块，通过仔细观察钢筋断口、砼块形态等，评判刀盘刀具对桩身钢筋、混凝土的切削效果；“闻”，是安排多名专业人员趴在桥墩桥台上“听桥辨音”，判断刀盘切桩是否正常运转；“问”，是指直接询问现场施工作业班组，第一时间采集第一手数据和资料；“切”，是指在穿越施工前对广济桥进行全面细致的“把脉”；在穿越后继续对桥梁保持监测，直至沉降完全稳定下来。

 

　　鉴于混凝土一旦浇筑后就难以查验钢筋情况，为保障轨交车站主体结构中的钢筋配置严格按设计图纸施工，苏州轨道交通集团还发明了“钢筋骨架还原技术”。在对各结构位置的钢筋工程进行验收时，监理单位、检测单位、施工单位均使用苏州轨道交通集团专门研发的钢筋检查尺，对钢筋工程进行全尺寸、无死角拍照，所拍照片通过剪辑拼接方式，最终整合还原出钢筋整体的骨架全貌，以保证钢筋工程质量。

 

　　经过强有力的安全质量管控，轨交2号线施工期间实现了安全质量零事故、车站隧道无渗漏、管片拼装平整、车站装饰精美等一系列质量目标。