近日，隨著廣州地鐵十二號(hào)線里橫路至槎頭區(qū)間（以下簡稱“里槎區(qū)間”）左線盾構(gòu)隧道第1155環(huán)管片拼裝完成，標(biāo)志著該區(qū)間雙線盾構(gòu)隧道順利貫通，施工過程中，實(shí)現(xiàn)了廣州地鐵建設(shè)史上的多個(gè)“首次”。

記者了解到，里槎區(qū)間隧道全長約2055米，盾構(gòu)機(jī)在1號(hào)中間風(fēng)井往兩頭始發(fā)掘進(jìn)，共經(jīng)歷4次始發(fā)，4次到達(dá)。盾構(gòu)機(jī)兩次下穿珠江水道，長度分別為150米和450米，隧道頂距離河床的最小豎向凈距約11.18米。盾構(gòu)下穿珠江時(shí)洞身在巖溶發(fā)育區(qū)穿越上軟下硬及全斷面微風(fēng)化石灰?guī)r地層，地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜，地下水豐富，對(duì)盾構(gòu)機(jī)密封和掘進(jìn)參數(shù)控制提出更高要求。

首次實(shí)現(xiàn)在極小空間進(jìn)行鋼套筒平移始發(fā)

【資料圖】

由于里槎區(qū)間中間風(fēng)井臨近江邊，盾構(gòu)機(jī)始發(fā)后立即下穿珠江，涌水涌砂風(fēng)險(xiǎn)較大。經(jīng)過專家論證討論等環(huán)節(jié)后，廣州地鐵及施工單位廣東華隧的地鐵建設(shè)者們決定采用密閉鋼套筒盾構(gòu)始發(fā)的方式。盾構(gòu)機(jī)主體長度約11米、連接橋架長度約13米，始發(fā)所需的總長度需24米，而盾構(gòu)吊裝井結(jié)構(gòu)長度僅25.7米，盾構(gòu)吊裝空間十分有限。同時(shí)，由于中間風(fēng)井始發(fā)層凈空為8.48米，比正常盾構(gòu)始發(fā)井高1米左右，為滿足盾構(gòu)始發(fā)姿態(tài)，需將鋼套筒整體墊高，但鋼套筒和盾體重量較大，采用普通的鋼結(jié)構(gòu)提升高度穩(wěn)定性較差，因此建設(shè)者們?cè)诘装鍧仓炷镣信_(tái)，保證鋼套筒整體穩(wěn)定。

此外，盾構(gòu)吊裝井位于中間風(fēng)井大里程方向，鋼套筒及盾構(gòu)機(jī)下井組裝后需平移至小里程始發(fā)洞門處始發(fā)。將如此龐然大物平移15米，且過程中盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)誤差不得超過3厘米，是建設(shè)者們從未遇到過的難題。為此，地鐵建設(shè)者經(jīng)過多次模擬，在平移過程中不斷修正位置。同時(shí)始發(fā)段位于隧道緩和曲線上，隧道中心線與風(fēng)井結(jié)構(gòu)端墻存在夾角，盾構(gòu)需斜向始發(fā)。為了保證盾構(gòu)與始發(fā)洞門密實(shí)，施工單位在原預(yù)埋鋼環(huán)前安裝異形過渡環(huán)與鋼套筒連接，確保接縫嚴(yán)密，使盾構(gòu)以最佳姿態(tài)完成始發(fā)。

首次在巖溶發(fā)育區(qū)全斷面灰?guī)r地層下穿珠江

里槎區(qū)間左右線下穿珠江長度共約1200米，其中上軟下硬段長度300米，剩余部分均為灰?guī)r，溶土洞見洞率達(dá)26.7%，個(gè)別揭示溶洞洞高達(dá)5.3米，巖石強(qiáng)度可達(dá)57兆帕，尤其在珠江底部富水及高水壓條件下，巖溶水通過溶洞、溶蝕裂隙、構(gòu)造破碎帶等通道連通更是增加了盾構(gòu)隧道施工難度，地鐵建設(shè)者面臨著盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)失穩(wěn)、刀具磨損、地表沉降、隧道滲水等施工風(fēng)險(xiǎn)。

為了破除以上風(fēng)險(xiǎn)，地鐵建設(shè)者前期從盾構(gòu)機(jī)選型出發(fā)，選用適于復(fù)合地層掘進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)刀盤布局及耐磨合金刀具，并采用溶洞探測裝置探測前盾下方空洞情況，提前進(jìn)行溶洞處理，確保盾構(gòu)掘進(jìn)順利。掘進(jìn)過程中，建設(shè)者們加強(qiáng)盾構(gòu)機(jī)出渣、二次注漿管控，嚴(yán)密關(guān)注盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)參數(shù)，加強(qiáng)地（江）面巡視及盾構(gòu)隧道、下穿堤岸的監(jiān)測，確保安全下穿。

首次在珠江底進(jìn)行冷凍帶壓開倉

面對(duì)不良的地質(zhì)條件，全斷面微風(fēng)化石灰?guī)r地層是盾構(gòu)機(jī)最難“啃”的石頭，極強(qiáng)的硬度極易磨損盾構(gòu)機(jī)刀盤和刀具，掘進(jìn)過程需頻繁開倉更換刀具。但考慮珠江底水文地質(zhì)條件復(fù)雜采用常規(guī)氣壓開倉風(fēng)險(xiǎn)大，因此，地鐵建設(shè)者采用自主研發(fā)的冷凍刀盤技術(shù)，首次在珠江底進(jìn)行冷凍開倉，通過連續(xù)帶壓進(jìn)倉的方式，累計(jì)進(jìn)倉192次，檢查確認(rèn)刀具42把，更換刀具4把。

由于珠江底部水流大，為了在冷凍時(shí)減少砂層水的流速對(duì)冷凍產(chǎn)生的影響，地鐵建設(shè)者排出開挖倉內(nèi)原有土體后，用高濃度泥漿制作泥膜，使膨潤土顆粒充分滲透開挖面，確保冷凍效果。同時(shí)，建設(shè)者們還對(duì)冷凍管路及測溫系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，將原有的2條冷凍管路改造為4條冷凍管路，形成2個(gè)冷凍回路，增強(qiáng)冷凍有效性；采用智能化凍結(jié)溫控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測凍土發(fā)展速度及厚度，測溫管上每隔10厘米布設(shè)一個(gè)測溫探頭，全面檢測刀盤附近土體的溫度發(fā)展情況，根據(jù)凍結(jié)體溫度發(fā)展趨勢，嚴(yán)格控制冷凍循環(huán)鹽水濃度、溫度和流量，確保冷凍效果和開倉安全。

首次利用船舶進(jìn)行軟弱地層加固及巖溶處理

為確保盾構(gòu)機(jī)平穩(wěn)下穿珠江，廣州地鐵及施工單位進(jìn)行多方協(xié)調(diào)，經(jīng)相關(guān)單位批準(zhǔn)，首次利用船舶在珠江西航道盾構(gòu)下穿區(qū)間進(jìn)行軟弱地層加固及巖溶處理。

針對(duì)珠江段軟地基及溶土洞處理的特殊性，建設(shè)者結(jié)合水域地形地貌及潮汐水文氣象條件，選定載重量大、舷寬、吃水深度較淺、穩(wěn)定性好、具有自航能力的船舶搭建了鉆探平臺(tái)，在江底對(duì)砂層與淤泥質(zhì)土進(jìn)行注漿加固施工。由于傳統(tǒng)袖閥管注漿無法適應(yīng)高水壓的富水環(huán)境，同時(shí)洞內(nèi)注漿加固無法對(duì)加固的軟弱地基進(jìn)行質(zhì)量檢測，經(jīng)過多次論證，建設(shè)者決定采用具有鉆注一體功能的WSS注漿工藝。該工藝一次鉆進(jìn)后直接注漿，避免了珠江底部水流對(duì)注漿管的沖刷，同時(shí)可克服漿液竄層流出現(xiàn)象，定點(diǎn)、精準(zhǔn)注漿，有利保護(hù)珠江水不被污染。

截止至目前，十二號(hào)線（潯峰崗-大學(xué)城南）土建工程累計(jì)完成69%。25座車站中，15座已封頂，其余10座進(jìn)行土建施工。24個(gè)區(qū)間中，10個(gè)已貫通，11個(gè)進(jìn)行土建施工,3個(gè)進(jìn)行施工前準(zhǔn)備。槎頭車輛段、大學(xué)城南停車場進(jìn)行土建及機(jī)電施工。

（注：以上車站名稱僅為工程暫定名稱，標(biāo)準(zhǔn)站名應(yīng)以市政府批準(zhǔn)公布為準(zhǔn)。）

文、圖/廣州日?qǐng)?bào)·新花城記者：蘇贊 通訊員：張晨牧、李家偉