穿岩过湖托起江城的“地下蛟龙”

——武汉地铁12号线港-丁盾构区间施工纪实

2023年10月20日 字数:1698 浏览量:
      武汉公司李万祥 秦堃 郑忠祥
  金秋前夕,武汉全城正经历一场大幅降温,清晨与傍晚的秋风已夹杂着冬日来临之前的寒意。然而武汉地铁12号线项目部的50余名职工内心却温暖如炬,他们奋战一年多的亚洲第一、世界第二长的地铁环线即将迎来重大节点性胜利——港口村站至丁家咀站盾构隧道区间顺利实现双线贯通,成为全线首个双线贯通的区间。
  “地下蛟龙”中的“百天探秘”
  武汉地铁12号线全线长度约为59.9千米,串联武汉三镇,两次穿湖(墨水湖、沙湖),三次过江(两次长江、一次汉江),是亚洲第一、世界第二长的地铁环线。武汉公司承建江北段港-丁区间全长1244.98米,其中有186米在墨水湖下方,湖底距隧道顶板埋深仅有8.9-10.5米,且湖底地质以粉质、淤泥质黏土为主,高安全风险、高难度施工条件与超复杂的地质情况等多重挑战相互交织。
  “港—丁区间隧道区间内有4条灰岩地段、21处溶洞、34个岩溶物探异常点及45处地下管线,穿越墨水湖期间,盾构隧道与其并行的桥梁桩基最小水平净距仅1.46米,是武汉地铁12号线地质最为复杂的盾构区间,十分考验盾构施工的综合水平。”项目总工程师罗鑫介绍。
  让盾构机安全顺利通过墨水湖底,是工程建设面临的一个“拦路虎”。“盾构机穿越墨水湖时,刚起步阶段便遇到了一段长60多米、强度为251兆帕的中风化石英砂岩,这是迄今为止我国在盾构掘进中所面对的最硬岩石,盾构掘进犹如在‘钢板上钻孔’。”盾构施工现场负责人高明星说,“盾构速度、注浆压力等操作细节出现任何失误,就可能凿穿地层导致湖水倒灌淹没隧道,让施工作业直接遭受‘灭顶’之灾。”地质的“软硬接替”也是盾构掘进的一项难题。盾构机从硬岩层刚出来就要面临淤泥质黏土,就像在彩钢板上打钉子,刚穿透钢板便一头扎入了岩棉,参数一旦控制不好,盾构机便会有“栽头”的风险。“就像打仗一样,既要有‘强攻’的实力,也要有‘轻柔’的耐力。”项目质量部长李子钧笑着说道。
  心怀“锦囊妙计”于水下“穿岩保湖”
  近距离横穿墨水湖底打通一条地下隧洞,放弃成熟且经济的竖井方案,选择风险更高但更加环保的盾构方案进行施工堪称地铁建设中的一部“史诗级巨作”。
  为“降服”江城地下的硬岩,保护好汉阳区最大城中湖墨水湖,项目部组建科研攻关团队,依托“创新工作室”进行科研攻关,布设了近1200个施工监测点组成的位移监测网,保障周边建筑物、墨水湖、管线及施工安全。并邀请地质、地铁、工程和设备专家进行现场考察,还联合刀具厂研制了专门“啃”硬岩的刀具。
  在穿越硬岩前,项目部召开了6次专家会议、4次专项调研,并在掘进过程中以每前进0.5米就停机维护,开仓近30次对掌子面岩石强度进行检查并更换磨损超量的刀具,以保证盾构的安全、顺利进行。项目经理文斌介绍道,“在下穿墨水湖期间,项目部以5米一道的高密度监测控制和精确到0.01bar的指令,对掘进参数进行微调,并调集技术、监测和应急人员24小时待命,严防地层失稳和湖水倒灌。”
  团队的智慧与创新工作室平台的加持,让一个个“绊脚石”相继铲除。在硬岩段开凿期间,盾构隧道右线更换滚刀及刮刀107把,相比左线节约了15%的刀具成本,实现了比原计划提前一个月穿越硬岩段,创造了国内盾构机穿越极硬岩石的新纪录。
  盾构区间实现双线贯通之日,来自新华社、长江日报等多家媒体的记者来到该项目港口村站,为全线首个贯通水域的盾构施工集中进行了新闻报道。
  是“地下战场”也是“另一个家”
  近3年来,一大批建设者扎根项目以工地为家,在江城的一角,默默无闻书写着劳动者的无限荣光。
  盾构技术总负责人邹赐敏,常常和项目总工罗鑫24小时轮班值守待命,为盾构机破难攻坚提供专业的技术支持。
  现已奔赴新岗位的原项目副总工谭正良办公桌旁摆放的与项目兄弟之间的合照,见证了那段美好的黄金时光。
  在盾构隧道沿线的地表、房屋、桥梁、管线等各个部分设置了千余个监测点、为盾构隧道构建了平面位移监测和垂直位移监测“安全网”的测量主管张勋,以每日3万步的安全巡查坚守保护着盾构机穿越重大水域期间安全的项目部区间安全员吴辉……
  如今,从港口村站掘进而来的“先锋号”盾构机已经成功地贯通了港丁区间右线,标志着武汉首条地铁环线首个盾构区间双线贯通,武汉地铁12号线这条亚洲第一、世界第二“地下蛟龙”的全面建成向前迈出了重要一步。