福州地铁5号线荆溪新城站双线盾构下穿闽江

日期：2020年04月29日来源：福建福州浏览量：次字号：[ 大中小]

4月27日，随着中铁隧道局集团福州地铁5号线荆溪新城站至农林大学站区间隧道左线第610环管片的顺利安装，盾构机正式穿越过江段，进入闽江南岸全断面硬岩地层，这是继今年2月16日该区间右线盾构顺利穿闽江后，实现的又一重大节点，也标志着福州地铁5号线唯一过江段顺利通过。

荆溪新城站长327.15米,渡线段长172.2米，标准段宽22.1米，基坑深度24.85米，为三层双柱框架结构，设置4个出入口、2组风亭。区间风井长18.9米，宽25.3米，深35.45米，为7层框架结构，区间长约3015米，采用四台盾构进行掘进。其中荆溪新城站至区间风井单线长1817米，采用两台泥水盾构，由荆溪新城站始发，穿越355米段闽江，下穿淮安半岛别墅区，到达区间风井。区间风井至农林大学站单线长1198米，采用两台土压平衡盾构施工，由农林大学站始发，沿上下店路掘进，侧穿金山变电站，到达区间风井。

中铁隧道局集团承建的福州地铁5号线1标1工区是整个5号线的控制性工程，包含一站、一区间、一风井，其中荆溪新城站~农林大学站盾构区间单线总长3015米，是整条线的关键线路，区间左右线在淮安大桥西侧下穿闽江。过江段单线长度虽然只有355米，但地质情况的复杂程度在国内却十分罕见，是地铁建设一级风险源。项目部克服地层硬度从极软到极硬、江水压力大、闽江潮汐水位变化大等一系列施工困难，通过科学论证量身订制刀盘，组织精兵强将持续攻坚，顺利完成过江段施工任务。

地质复杂步步惊心

在地铁5号线荆农区间项目工地，重达500吨的泥水平衡盾构机正在闽江南岸地下硬度高达200兆帕的硬岩（相当于1公分厚的钢板硬度）中掘进，它每天的平均掘进速度是7.2米。就在过去的20多天里，这条钢铁地龙，先后穿越了软土地层、上软下硬地层以及硬岩地层，这种复杂的地质在国内地铁施工领域极为罕见，稍有闪失，就会造成江底塌陷、隧道淹没等严重后果。

地质复杂只是5号线过江遇到的难题之一，江底的水文情况同样给施工带来了极大的困难。盾构机距离江面最薄弱处只有18米带来较大的水压，闽江水位受潮汐影响水位变化大，这都给盾构机掘进时的姿态调整带来很大难度。由于江底隧道上方覆土层很薄，江水一旦击穿覆土层进入盾构机后果将不堪设想。且该段还是一级水源保护地，对环保要求也很高，短短过江段风险重重，对盾构掘进控制要求极高。

定制盾构软硬通吃

为了完美应对荆农区间从极软到极硬到复杂地层，仅在设备选型上，公司就邀请专家召开了10多次的盾构选型及适应性分析会，最后决定使用复合型泥水盾构机并进行定制化改造，使它既满足长距离硬岩掘进，又可兼顾软土及高水压环境的施工。公司还对盾构刀盘、刀具进行针对性设计，让这段“定制化”盾构机拥有许多得力配件，具备安装不同尺寸滚刀能力，保证其在不同强度花岗岩地层中具备通用性，又保证在上软下硬段和硬岩地层能保持掘进效率。

针对高水压过江段，公司设备部在盾构机壳体和密封方面做了巧妙设计。主轴承内密封采用四道唇形密封设计，同时采用不同润滑方式对密封润滑，最外侧采用四道特质防滑层，更便于随时在盾构机壳体内侧检查主轴承密封状况。盾尾还加装4道盾尾密封刷，有效增加盾尾的密封性，减少盾尾漏浆发生的几率。

面对淤泥土、粉质粘土，地层容易出现的盾构机刀头结“泥饼”及泥水循环不畅等问题，定制了针对性冲刷设计。加大循环泥浆管路直径，以保证最大流量达到1000立方米/时。在泥浆进浆管路增加两台高功率增压冲刷泵，对刀盘背部中心区域集中冲刷，可额外增加约300立方米/时的进浆冲刷量和排浆流量，增大泥水仓、气垫仓内泥浆循环力度，加快排渣速度。同时刀盘还设有4根主动搅拌棒，在掘进黏土层时，通过搅拌棒冲刷管口，增加泥水舱的搅动利于出渣，在提高掘进效率同时，也可以有效防止结泥饼等情况。

为提高盾构掘进速度，确保过江段施工连续性，项目邀请全国知名泥水盾构专家召开5次论证会，在原有的泥浆分离处理设备系统基础上增加了“带式”压滤处理系统和离心机泥浆处理系统，使废浆处理能力最高达到1000立方米/天，通过以上措施保证了施工进度，使得盾构机在软土地层最高掘进速度可达25环/天。

带压体检精密管控

俗话说“台上一分钟，台下十年功”，此次荆农区间左线成功借鉴福州地铁2号线过江及本区间段右线经验，在盾构施工前1个月就做足了施工筹备，才能够成功在短短20天一次性、快速地穿越闽江进入硬岩掘进。制定施工方案阶段，福州地铁五号线1标一工区针对穿越闽江的施工特点及困难，组织召开专题会，邀请知名盾构设备生产厂商技术顾问、盾构技术专家等权威人士对穿越闽江重难点、施工技术组织、应急预案等进行评审论证。穿越闽江前，先后召开了局处级专家会4次，由业主单位、总承包单位、施工单位等组织召开的技术研讨会8次，技术专题会10次，提前制定科学合理的技术管理措施，并付诸于现场实施，效果显著。

正式穿江前，为确保万无一失，项目还在下穿闽江前30环（36米）区域设置了一个“临时体检区”——约一个卧室大小的刀具检修区。盾构机掘进到换刀“体检区”时停机带压开仓作业，带压开仓压力高达2.5巴,进仓工人相当于在水下25米作业施工。通过带压进仓对刀具仔细“体检”，确保盾构刀具等设备完好，以最好的机体状态开启过江之旅。

盾构下穿闽江时，每天早晚两次潮起潮落，闽江水位潮汐涨幅高达4米，闽江水位变化对泥水盾构掘进控制带来极大困难。项目在闽江江边设置潮汐观测尺，根据潮汐实时数据每小时调整盾构设定气仓压力以平衡地层水土压力。气仓压力调整后，相应的刀盘扭矩、刀盘转速、盾构推力、掘进速度、盾构姿态、土仓压力、循环泥浆进出流量等都要进行调整，确保管片安装质量。每天早晚由项目总工和机械总工组织召开现场技术交班会，制定动态掘进指令表，对当天要掘进的每一环分别制定有针对性的掘进指令参数，同时项目主要领导24小时现场带班作业，加强对过江期间施工现场的风险管控。

最强班组保驾护航

为确保盾构机安全顺利下穿闽江，公司抽调了大批技术骨干力量进行支援，他们大部分都具备丰富的穿江越海施工经验，加上项目管理团队长期从事地下工程施工，由他们组成的技术保障力量实力不容小觑。通常一台盾构机只配备一名主驾驶员，为了保障顺利穿江，项目专门加派了一位“副驾驶”，主要负责泥浆循环，对盾构关键设备监控，保持施工连续性；增加一名值班技术人员，负责盾构掘进关键参数设定，施工风险、安全质量管控。同时集团公司、公司后台有强大的技术专家团队定期给予项目技术支持，帮助项目解决技术难题，为本次顺利过江保驾护航。

防控战“疫” 全力以“复”

受新冠肺炎疫情影响，节前制定的2月2日恢复施工的计划一拖再拖，除项目春节值班人员以外，近520余人无法及时返岗，施工材料无法运输到位，机械设备闲置待工，对原本就紧张的建设工期可谓雪上加霜。

项目留守人员在做好自身防疫工作的同时，积极投入到复工复产工作中。项目严格落实福州市政府、福州地铁公司等单位关于疫情防控和复工复产的相关要求，在地方政府及公司的帮助和指导下，第一时间成立疫情防控领导小组，明确分工、明确职责。成立党员先锋队，项目领导班子全面管理，靠前指挥，亲自落实，对接政府、地铁集团等单位；信息组提前了解返程员工健康情况及居住地相关政策，制做“一人一档”资料；接待组做好返程员工的信息登记、行李的消毒杀菌和员工的有序隔离等工作；服务组做好医学观察区员工的每日两次体温测量、医学观察区消杀、密切关注员工身体健康状况等；后勤保障组做好医学观察区员工的生活必需品、伙食保障等。

近百名员工在了解返程还需进行14天的隔离期后，主动与所在地疾控相关部门沟通，在保证安全的前提下，提前妥善制定自己的返程计划，积极支持项目复工复产。2月16日，在确保员工检测安全的情况下，项目施工现场开始陆续恢复生产，并于2月29日实现全面复工复产。

福州地铁5号线荆农区间双线盾构安全穿越闽江，为后续区间的顺利贯通打下了良好基础，也为今后类似地层过江掘进积累了宝贵经验。接下来，项目双线四台盾构将继续开足马力向前掘进，朝着全隧贯通的目标不断努力。（宗太刚李锐李建勋郑辉）

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