崔老的《因国防与地铁结缘》由于篇幅较长,我们分为上下两个部分刊登。3月15日的公众号刊登了上半部分,大家可以点击本段文字进入阅读。
今天让我们一起继续阅读崔老的故事,了解地铁的历史。
因国防与地铁结缘(下)
北京市政府原顾问
崔玖江
积极参北京地铁工程新线工程建设,创新开发新工法、新技术、新工艺、新材料(续)
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为解决北京地铁结构渗漏水难题,创新开发防水新技术、新工艺、新材料
浅埋暗挖法修建隧道与车站采用复合式衬砌结构,中间防水板采用幅宽1米、厚1.0毫米PVC板,用射钉直接铺设在初期支护结构上,防水板接缝10厘米,其问题是不起防水作用,只能起到隔离层作用,且板材利用率低。针对这些问题,余深入调研,与有关部门合作,采用HDPE(高密度聚乙烯板)及LDPE(低密度聚乙烯板)、ECB(乙烯-醋酸乙烯和沥青共聚物)等防水板材,并研究开发出无钉铺设工艺,做到防水板无钉孔,保证了防水的可靠性。这套工艺、材料已形成工法并申请获得专利,在北京地铁、其他城市地铁和国内铁路隧道、公路隧道等工程中得到广泛应用。
北京地铁1号线及2号线分别修建于二十世纪六十年代和七十年代、八十年代初,均采用明挖法修建,其结构和防水施工质量较好,但由于年代较久,有些车站及区间隧道受气候变化影响,变形缝、施工缝渗漏水较严重。1990年北京召开亚运会时,地铁2号线安定门站6条变形缝渗漏水十分严重,不仅影响观瞻,而且危及乘客安全,有乘客因站台积水而摔倒。为此,地铁公司冯双盛总经理请求帮助解决这一难题。
余即赴现场仔细勘察,调阅图纸及工程资料,经深入研究提出对变形缝采用双组分聚硫橡胶嵌固处理方案,取得成功。后来,这种处理方法在北京地铁复八线工程及全国许多地铁和地下工程中得到广泛应用。余作为课题组长主持的《隧道复合式衬砌防水的技术试验研究》,获得1994年北京市科技进步三等奖。
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受北京市建委委托,与有关专家共同开办北京地铁新线工程从业人员培训班
2008年,北京将举办第29届奥运会。为从根本上解决北京城区道路交通拥堵问题,为奥运会召开提供一流的交通环境,北京市政府决定在奥运会召开之前建成5号线、4号线、10号线一期及奥运支线、9号线及首都机场线等,从而使北京市新增轨道交通线路154公里。这是一项十分艰巨的工程,其规模之大、建造形式之多、采用工法之多、环境条件之复杂、修建难度之大及修建安全风险之大等前所未有,因而工程建造安全、工程质量、环境保护及工期等,为北京市政府领导和各有关部门高度关注。
针对北京地铁新线工程的特点及参与建设施工队多,且对浅埋暗挖工法、盾构工法缺乏经验及管理水平不高等情况,北京市建委决定举办北京地铁新线工程施工技术及质量、安全管理培训班,通过培训提高参加北京地铁新线工程建设的施工、监理及管理人员的水平,以确保工程质量、施工安全、工期及规避施工风险。为办好培训班,北京市建委约请余制定培训大纲并提出授课人名单。余根据多年从事地铁工程建设的经验编制了培训大纲并提出授课人名单,北京市建委同意。
培训班于2004年1月开班,共办了九期,每期学员一百余人,共培训学员近千人。这些学员成为北京地铁施工骨干,为保证北京地铁新线工程建设顺利进行发挥了重要作用。
2002年5号线开工以后,10号线、4号线相继开工。基于北京新线地铁工程地质、水文地质条件差,所处工程环境条件复杂,地下管线密布,尤其是污水管线多有渗漏,给地铁工程施工带来极大风险。自2005年至2009年北京地铁新线工程发生了多起严重事故,引起市委、市政府及中央国家机关有关部门高度重视,要求市主管部门认真研究,采取有效措施予以管控,杜绝恶性事故发生。所采取措施之一是邀请有关专家授课对所有从事地铁新线工程设计、施工、监理及监测等技术人员进行培训。应市建委、质检总站要求,余根据参加北京地铁新线工程重大事故抡险经历及体会,总结了数篇文章在培训班上讲课。
由中国土木工程学会隧道及地下工程分会、建筑机械化杂志社举办的“2009盾构施工新技术研讨会”,进行主题报告:盾构隧道施工风险与规避对策。
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参与北京地铁新线工程事故处理与抢险工作
北京地铁新线工程所处工程地质、水文地质条件较差,环境复杂,尤其地铁工程多在城市交通干道下或临近建筑物旁修建,穿越地下管线多,不仅工程本身风险大,而且环境风险也很大,施工稍有不慎会产生灾难性后果。上海、广州、深圳及北京等大城市因修建地铁发生的事故很多,造成严重的人员伤亡和重大财产损失,教训极为深刻。
2006年1月3日0时40分,某在建地铁线路采用浅埋暗挖法修建的隧道塌方,导致地面引桥塌陷,交通中断,地下管线断裂,事故十分严重,影响范围大。余奉命于当日凌晨5时许即赶赴现场参与抢险。抢险专家组由北京交通大学张弥教授、中铁隧道集团二公司总工蒋中庸、北京城建集团副总工贺长俊、北京地矿局总工侯景岩及余组成,由余任组长。抢险历时16天,每日吃住在现场,深入工地指导抢险且每日向北京市主管领导汇报抢险情况和处理方案。
在抢险伊始,余作为专家组长起草了工程事故抢险原则及处理方案,经专家组讨论酌改后,向北京市政府领导汇报批准后立即付诸实施。工程抢险四项原则:一是处理方案要稳妥可靠,在处理过程中杜绝次生灾害发生;二是尽快恢复主辅路交通,确保交通安全;三是确保地下管线安全;四是确保地铁区间隧道施工安全。
工程抢险五个方案:
>> 一是东南角塌坑采用现浇混凝土回填及注浆加固土体,恢复各种管线、挡土墙等;
>> 二对地铁隧道三处掌子面前方地层采用钻孔检查、灌注混凝土及水泥浆加固;
>> 三对周边现状桥梁及地段进行严密监控和探测,对出现的新问题及时进行处理;
>> 四对加固区采用动静试验、钻孔检查、物探及水下摄像仪进行检查,确保无隐患后分部恢复交通;
>> 五在四处险情得到处置及相对稳定后,尽快制定并稳妥实施抽取地铁隧道内积水(隧道内积污水约20000米3)及恢复地铁隧道施工方案。
后经抢险实践证明原则正确,方案可行,从而使东三环交通于2006年1月中旬恢复,地铁隧道也于2006年3月恢复施工。
抢险专家组成员在地铁隧道检查
2007年3月28日,地铁某线出入口暗挖隧道施工断面转换作业欠妥造成塌方,邻近一幢5层砖混结构居民楼受到影响, 周围地下管线断裂,事故十分严重,引起各级领导重视。余又奉命前往抢险,任抢险专家组长,余与专家组成员不分昼夜冒着危险踏勘现场,调查研究,迅速研究出抢险方案,经批准后立即由施工单位组织实施,从而使抢险有序展开,使塌方得到控制,工程于当年5月8日全面恢复施工。
北京地铁除上述发生的事故外,还有不少工程事故处理多由余作为专家组长参加抢险。地铁事故频发深深刺激了我的心,余深感隧道与地下工程施工由于不可预知因素多,工程地质、水文地质及环境条件复杂,因而工程建造风险大,一旦发生事故,后果将十分严重。
为此,近几年,余深入研究隧道与地下工程如何规避风险以降低事故发生率和杜绝事故发生的课题,并撰写了多篇有关规避隧道与地下工程风险、确保施工安全的文章,发表在《现代轨道交通》、《隧道建设》、《施工技术》和《市政技术》等杂志。
同时,2007年4月,余作为北京市政府地铁专家顾问向北京市科委建议对《北京地铁建设安全风险控制》尽快立项研究,并由北京市轨道建设公司牵头,组织勘察、设计、施工等有关单位人员参加研究,并邀请几位老专家为顾问立即进行研究。北京市科委于2007年8月批准立项,历经三年,课题组完成了研究任务,研究成果在地铁工程施工试用中取得了良好效果,此后北京地铁施工重大事故发生率大幅度降低。
地铁建设亟需研究的课题
由于余在隧道与地下工程事业中做出的贡献,国务院决定从1992年10月起给余颁发政府特殊津贴。由于余在北京地铁建设及2008年奥运会、残奥会交通保障工作中的贡献,被北京市交通委员会评为先进个人。
随着我国经济的迅速发展、国力的日益增强,以及隧道与地下工程修建技术水平的不断提高,我国高速铁路、高速公路、城市地铁及地下空间开发等工程发展迅速。今后,隧道与地下工程建设项目多、规模大,其建设环境更加复杂,隧道与地下工程结构功能趋向多样化、长距、大跨、大埋深,因而修建难度加大、风险加大。开展隧道与地下工程新工法、新技术、新工艺及新材料的研究十分迫切和必要。
根据北京地铁隧道与地下工程现状,特提出如下亟需研究的课题:
1) 城市地铁隧道与车站采用浅埋暗挖法修建应提高机械化施工水平。
2) 大城市地下空间开发向深埋发展,应加快深埋隧道与地下工程修建技术的研究。
根据《北京中心地段地下空间开发利用规划》提出的竖向分层体系是:
>> 浅层(-10米以上),是人员活动最频繁的地下空间,主要安排停车、商业服务、公共步行通道、交通疏散、人防等功能,在城市道路下的浅层空间则安排市政管线、综合管廊、地铁等。
>> 次浅层(-10 米~-30米),人员可达性较浅层稍差。主要安排停车、交通疏散、人防等,在城市道路下可安排地铁、地下道路、地下物流等,目前北京地铁多利用此层空间。
>> 次深层(-30米~-50米)和深层(-50米~-100米),这两层地下空间安排城市基础设施和公用设施,如地下市政设施、地下道路及深层储藏设施。目前次深层得到局部开发,深层开发有待进一步研究。
浅层及次浅层地下空间可采用明挖法、盾构法和矿山法(浅埋暗挖法),但对于次深层、深层只能采用盾构法和矿山法,需要研究的问题甚多,如对高水压条件下施工技术、不良地质条件地层加固和开挖支护技术、对硬岩及软土皆可适用的复合盾构机研究等皆是亟需研究的课题。
3)应对风险源正确识别、风险评估体系和具有可操作性的风险管控措施、风险责任主体系及风险转化等进行深入研究。
4)深入研究隧道与地下工程防水技术。
当前仍有不少隧道与地下工程存在渗漏水问题,对于地铁隧道和车站来说,渗漏水不仅危及行车安全,还影响结构使用寿命。为此,应组织力量对隧道与地下工程渗漏水现状进行深入调研,找出渗漏水根本原因,制定有效对策予以根治。
作者简介:
崔玖江,隧道与地下工程专家,山东日照市人,1934年1月出生于山东青岛市,现任国务院南水北调建设委员会专家委员会委员、北京市轨道交通工程建设指挥部专家委员会委员及土建组副组长、北京市轨道交通工程建设指挥部安全委员会顾问专家、北京市南水北调建设委员会专家顾问、中国建筑业协会建筑防水工程技术专业委员会专家委员会委员等职。
曾任第二炮兵西山工程指挥部和工程设计研究院副总工(文职三级、专业技术五级高级工程师),北京市人民政府专家顾问团第三届至第八届(1988年1月至2011年4月)地铁专家顾问及组长,北京市人民政府2008工程(奥运工程)建设指挥部专家,首都规划建设委员会首都规划建设专家咨询组织专家、北京市建设委员会科学技术委员会城市交通专业委员会委员,中国土木工程学会隧道与地下工程分会理事及防排水专业委员会副主任,中国建筑业协会防水专业委员会副理事长等职。
《中国地铁60年---人和事》一书由中国土木工程学会轨道交通分会编辑出版。更多详细信息和人物故事请参阅此书。
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