中新網(wǎng)福建新聞1月25日電 (謝丹婷)近日，備受關(guān)注的福州地鐵4號線后通段傳來喜訊，洪塘站至金牛山站區(qū)間(以下簡稱“洪金區(qū)間”)右線盾構(gòu)已順利穿過地底第二座“大山”，右線盾構(gòu)掘進總體進度突破64%。
洪金區(qū)間過江段位于兩條地質(zhì)斷裂帶交匯處，右線隧道(下游)全長1185.42米，需穿越地下三座堅硬如鋼又支離破碎的“大山”，涉及27種地層，21種隧道斷面，共66種地質(zhì)組合形式，地質(zhì)條件十分復(fù)雜，是國內(nèi)罕見的高難度盾構(gòu)區(qū)間，該處施工被中國工程院盧耀如院士稱為世界級的施工難題。該區(qū)間左線盾構(gòu)于2023年1月11日貫通；右線盾構(gòu)于2021年10月20日開始穿越第二座大山，歷經(jīng)37個月(穿江施工27個月)的艱難施工，共推進769.2米(進入江面151.2米，距終點416.22米)。此次洪金區(qū)間順利通過地下第二座“大山”，意味著距離4號線后通段全線貫通又邁進了重要一步。
據(jù)上海隧道工程有限公司福州地鐵4號線1標(biāo)盾構(gòu)經(jīng)理徐征杰介紹，洪金區(qū)間右線隧道穿越的第二座地下“大山”處于兩條斷裂帶交匯處最中心區(qū)域，盾構(gòu)施工難度極高�！斑@里地層的巖石異常破碎，盾構(gòu)刀盤剛開始切削巖石，就發(fā)生大量碎石垮塌掉入開挖倉內(nèi)堵塞環(huán)流，砸傷盾構(gòu)機刀具和攪拌棒等部件，造成盾構(gòu)機趴窩，無法前進。再加上斷面內(nèi)有輝綠巖脈的侵入，正面巖層嚴(yán)重風(fēng)化，巖層自穩(wěn)能力差，遇水軟化極易形成大泥團塌落堵塞盾構(gòu)機的前閘門造成停機。長時間停機會導(dǎo)致盾構(gòu)機頂部出現(xiàn)空洞，嚴(yán)重時與江水發(fā)生聯(lián)通，引發(fā)江面冒泡險情�！毙煺鹘苷f，在第二座山掘進期間共出現(xiàn)6次江面冒泡險情，如果處置不得當(dāng)將導(dǎo)致盾構(gòu)機受困，江水回灌入隧道，造成危害全線網(wǎng)運營線路的嚴(yán)重后果。
為有效應(yīng)對風(fēng)險，防止險情惡化，福州地鐵建立盾構(gòu)施工風(fēng)險專班，并邀請專家精準(zhǔn)“把脈問診”，先后組織召開國內(nèi)知名盾構(gòu)專家咨詢會25次，綜合分析后最終采用先進行“泥水倉填倉+江面注漿加固”，再帶壓開倉清理砂漿及垮塌大石塊的方案處置險情。同時在盾構(gòu)機上方江面設(shè)置應(yīng)急救援船巡視江面情況，加強數(shù)據(jù)監(jiān)測，為盾構(gòu)施工保駕護航。6次江面冒泡險情處置時長達431天，江面注漿量達4650余方，帶壓清理砂漿和大石塊共780余次。最近一次險情處置于2023年7月底開始進行，至2023年12月8日順利復(fù)推。
徐征杰介紹說，當(dāng)大量的大石塊掉入盾構(gòu)機開挖倉堵塞環(huán)流影響掘進，就只能讓工人開倉進行清理。工人們要承受著在36米水下深潛的重壓，徒手搬運大石塊，每當(dāng)石塊尺寸大于前閘門無法直接掏出時還要使用液壓鎬等工具對石塊進行破碎，再化整為零“螞蟻搬家”式地把碎石塊逐步清出。每班次帶壓進倉僅容3人，時長5小時，扣除作業(yè)前升壓1.5小時、出倉前降壓2.5小時，有效作業(yè)時間僅1小時，僅能挖出0.1—0.2立方米石塊。在倉外，還需準(zhǔn)備一位醫(yī)師、安排應(yīng)急隊伍待命，持續(xù)向倉內(nèi)輸送新鮮空氣，隨時以防不測。右線穿越第二座“大山”期間共開倉2300余倉，清理大石塊550方。
此外，巖層強度高是此次盾構(gòu)面臨的又一大難題，該區(qū)間巖層最高強度達162MPa(相當(dāng)于普通水泥路面強度的5倍)，且開挖面巖層犬牙交錯，推進中刀具磨損嚴(yán)重，還屢次發(fā)生磕碰撞傷的損壞情況，導(dǎo)致盾構(gòu)機掘進參數(shù)多次發(fā)生異常，推進工效急劇下降。施工單位多次安排工人帶壓開倉檢查，并在破碎帶地層創(chuàng)新建泥膜工藝，帶壓更換損傷刀具近40把。由于在上軟下硬復(fù)合地層異常復(fù)雜多變，施工單位每推進0.5米，即跟進分析出渣渣樣，結(jié)合地層變化動態(tài)調(diào)整推進參數(shù)，并組織工程師深入分析研究，精細化管控。
洪金區(qū)間盾構(gòu)采用的是泥水盾構(gòu)機，該類盾構(gòu)機出渣方式為泥水循環(huán)攜帶式出渣，泥漿指標(biāo)(粘度、比重)的高低直接影響著出渣的順暢性，由于第二座山巖石地層自身無造漿能力，盾構(gòu)推進會導(dǎo)致循環(huán)泥漿指標(biāo)越來越低，排渣越來越不暢，石塊滯排。施工方通過人工拌制高指標(biāo)新漿加入泥水循環(huán)系統(tǒng)中提高指標(biāo)，最為艱難時期單環(huán)加入新漿達800方，施工成本極大增加。
據(jù)上海隧道工程有限公司福州地鐵4號線1標(biāo)盾構(gòu)總工楊燚介紹，洪金區(qū)間右線隧道距離貫通整體還剩余416.4米，其中江底第三座硬巖“大山”有上軟下硬段31.2米，全斷面巖段78米，“大山山峰”較第二座大山更接近河床，與閩江河水水力聯(lián)系更為緊密，全斷面巖中滲水量達30方/h，本段巖層施工風(fēng)險極大。后續(xù)施工中仍將面對圍巖軟硬嚴(yán)重不均、地層穩(wěn)定性差易坍塌、刀具磨損嚴(yán)重、大石塊滯排、江面冒頂?shù)蕊L(fēng)險。
根據(jù)最新進展，右線盾構(gòu)機即將于1月底開始進入第三座“大山”，為此，福州地鐵多次組織施工單位認(rèn)真總結(jié)施工經(jīng)驗，結(jié)合專家意見提前對第三座“大山”破碎帶地層進行江面注漿加固。近日，在進山前停機全面檢查更換刀具，全面維保盾構(gòu)機各重要系統(tǒng)，落實關(guān)鍵崗位作業(yè)人員，充分儲備盾構(gòu)刀具、新漿材料等備件，蓄勢待發(fā)，向第三座地下硬巖大山發(fā)起總攻，力爭早日實現(xiàn)4號線后通段順利開通運營。(完)