
8月6日,武汉地铁二号线越江隧道右线盾构进入重点江汉路站端头井,这是继7月5日过江段全线贯通后的又一重大突破。它的贯通,创造了五项“全国第一”的记录:国内首条穿越长江的地铁隧道;国内盾构独头掘进最长的区间隧道;国内埋深最大的地铁隧道,最深处达46米;国内水压最高的地铁隧道,达5.3bar;国内首条在江底修建带泵房联络通道的隧道。
武汉地铁二号线越江隧道工程北起江汉路站,南至积玉桥站,全长3093米,直径5.5米。是由中铁隧道集团承建的第二条穿江隧道,虽然在修建长江隧道时积累了一定的经验,但是仍然遇到了许多新的难点。
小曲线半径掘进,风险高
武汉地铁2号线本来沿着武昌和平大道走行,但须穿越长江,且要与轻轨1号线垂直,越江隧道不得不转这么一个急弯。从积玉桥站往隧道内走约500米,就可以看到了一个大转弯。这个弯拐得很急,转弯半径只有350米,盾构机不得不进行难度很高的小曲线掘进。曲线半径越小,盾构掘进姿态控制越难,偏移也易增大,极有可能导致管片破损隧道漏水、施工风险极大。盾构机长达10.5米,通常情况下是无法通过这个急弯的。同时隧道管片拼装的难度也极高,容易出现错台和渗水漏水等状况。为杜绝这种情况发生,项目部通过加强施工准备、设备及管片选型、掘进过程中技术控制、后期通过吊装孔打设锚杆或注浆加固等多方面控制,从始至终确保小半径曲线段线路不发生明显偏移。经过多方的共同努力,最终杜绝了渗水漏水,错台也严格的控制在国家允许范围内。
穿越长江大堤,水压强
盾构在去年10月份穿越武昌大堤时,正值汛期,长江水位较高,盾构承受的泥水压力高达5.3bar,相当于在53米水深下承受的压力,该压力是国内地铁隧道施工遭遇的最大压力,超过了武汉长江隧道施工时的最大压力。正常情况下,盾构施工遭遇的压力只有2-3bar。还有一个最大的难题,即国家规定大堤沉降不能超过3厘米,超过这个范围大堤就会产生裂纹,后果不堪设想。穿越武昌大堤是去年10月,当时长江水位还比较高。为确保大堤安全,盾构机穿越武昌大堤时,施工方划出30米的“保护区”,在此范围内,盾构机采用专项技术指标施工,力求匀速、连续通过大堤,这样对大堤土层扰动最小。堤面上也派专人24小时监测、巡视。盾构机仅用一天半时间就穿越武昌大堤。监测表明,大堤沉降仅有3毫米,堤身也未出现裂纹。施工方后来采用同样方式安全穿过汉口长江大堤。
地质条件复杂,障碍多
过了武昌长江大堤进入了江底之后,距离武昌大堤300米处,盾构遇到了第一个障碍:江底有80米长的岩层段,上半部分是粉细砂等砂土,下半部分是坚硬的岩石。“上软下硬”的特殊地质条件,让盾构机的姿态很不好控制,机头容易往前栽,掘进困难。好在盾构机制造时已专门配备切岩刀具,专门切割坚硬的岩石。大约用了一周时间,盾构机闯过了这段岩层,不过,刀具出现了一些磨损。由于江底更换盾构刀具难度、风险极高,施工方决定暂不更换磨损刀具,继续掘进。今年3月,当距汉口长江大堤还有300米、眼看就要穿过江底时,长江再度发威,盾构机突然掘不动了,整整停工20天。原来,江底有一些木材、陶瓷、铁刀等杂物,与粘土混合在一起,将盾构刀具紧紧裹住,导致盾构完全掘不动。情况紧急,施工方邀请国内权威专家来汉商讨对策。专家们提出两套方案,施工方全部采用,经过精心实施,盾构刀盘前方的土体得以扰动,裹住刀具的杂物与粘土慢慢散开,盾构机逐渐恢复正常掘进速度。
隧道穿越闹市区,安全重
盾构机在江汉路下掘进时比较顺利,但本月初临近终点江汉路站时,遭遇两道难题。在靠近江汉路站端头井处,有一栋5层楼房,盾构机正好要从其下方穿过。而该楼房前期因周边工地施工,已出现明显沉降,安全风险重大。徐延召介绍,盾构机下穿该楼时必须慎之又慎,避免雪上加霜。
为了能顺利穿过该楼,施工方专门开了一次专家论证会。穿越时,除采取与穿越武昌长江大堤类似的施工、监测方法外,还特别在该楼四周打了一些注浆孔,一有意外情况立即注混凝土,确保大楼安全。盾构机用了2天时间穿过了该楼,经监测大楼沉降仅有2毫米,说明盾构施工对楼房的影响非常轻微。
右线隧道贯通后,施工方并不敢松气,因为还有一个风险最大的施工难题等着他们:地铁2号线越江隧道设计了5条联络通道,沟通左线和右线,在隧道内发生事故时供乘客逃生。其中3号联络通道位于江底最低点,是国内唯一带泵站的水下联络通道,预计今年9月开工,今年底完工,施工风险极大。另外,横向联络通道与隧道衔接处的防水处理也是一大难题。“我们已制订了应急措施,施工时将安装应急门,将施工区域完全封闭起来,以防备万一发生意外时江水涌进隧道。”徐延召解释。
待联络通道建好后,越江隧道土建工程才最终完工。根据计划,今年地铁2号线全线隧道将贯通,明年12月底开通运营。