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穿越最硬岩石、下穿运行车站,武汉地铁12号线连续闯关

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2024-05-26 19:03 来源: 长江日报
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  2.1公里长的区间隧道,盾构机连续闯关:穿越比钢板还硬的石头、下穿地铁车站、下穿墨水湖、侧穿二环线高架。

  5月26日,长江日报记者来到正在建设的全国在建最长地铁环线12号线,丁家咀站至十里铺站区间左线区间刚刚贯通,盾构机刀盘已经破洞而出。这台盾构机从港口村站出发,连续完成港丁、丁十区间掘进任务。

  港口村站-丁家咀站-十里铺站区间隧道长2.1公里,武汉地铁一级项目经理倪正茂介绍,这段隧道在建设过程中摸索总结的多项技术全国首创,含金量十足,对武汉地铁后续建设有很好的借鉴作用。

  盾构机武装“牙齿”

  啃硬岩“削铁如泥”

  地铁12号线丁家咀站至十里铺站区间右线穿越硬岩段隧道管片拼装平滑,质量高。李永刚 摄

  26日,记者走进20米深的地下隧道,只见破洞而出的盾构机刀盘原本锋利的“牙齿”滚刀,有的已经磨损1/3,因为它在掘进过程中,遇上了和钢板一样硬的岩石。

  “我们在穿越港丁、丁十区间时,遇到了两段硬岩,强度是常用混凝土的七至八倍,可以说是武汉地铁建设以来遇到最坚硬的地层。”武汉地铁股份公司业主代表刘金波介绍,遇到这种地层,以前的常规做法是采用炸药爆破后人工开挖隧道,但硬岩位于墨水湖畔、芳草路桥底、学校旁,爆破产生的振动、噪声对湖泊生态、学校教育和居民生活影响较大,因此放弃了这种做法。

  为此,武汉地铁集团、武汉轨道交通十二号线建设运营公司、中铁开投集团工程指挥部、中铁七局调派精兵强将组成专家组,决定采用全断面硬岩盾构掘进施工法,也就是说让盾构机直接啃硬岩。

  “我们将盾构机武装到牙齿,进行强化改造,配备全盘滚刀,刀刃抗压强度达到2800兆帕,做到了‘削铁如泥’。”施工单位中铁七局项目经理文斌介绍,面对整块硬岩,增加电机,给盾构机匹配更强大动力。

  “掘进过程中,最硬的‘骨头’出现在盾构机进入港丁区间硬岩9米后,当时1米距离连续掘进了近60小时。”中铁七局项目总工罗鑫透露,当时更换重型滚刀13把,刀盘旋转1圈盾构机推进不到1毫米。业主、项目经理、项目总工轮流值守,严密监视盾构机掘进参数,组织人员定时进仓测量刀具磨损,确保盾构机刀盘、刀具结构完好,最终提前30天安全顺利通过硬岩段,创造了国内土压平衡盾构成功掘进极硬地层的新案例。

  倪正茂介绍,项目部结合该区间施工,《土压平衡盾构穿越湖底中风化极硬岩施工技术研究》科研已立项,多篇论文、工法被采用。

  成功下穿车站

  智能机器人护航

  施工人员在隧道内检查管片拼装质量。李永刚 摄

  十里铺站是12号线与4号线的换乘站,两条线路十字交叉,12号线区间从4号线车站底板下2.1米处穿过。

  原设计采用人工暗挖隧道,但是考虑到长距离暗挖软土隧道风险较高,由武汉地铁集团牵头,组织了国内地质、盾构设备、施工与隧道应急等方面知名专家,经过反复咨询、论证,决定采用盾构直接下穿地铁4号线既有车站方案。

  罗鑫说,下穿前,根据地层参数计算推力和土仓压力两项关键参数,与咨询专家意见基本一致,在人工监测的基础上,在4号线十里铺站轨道行驶区采用智能机器人,进行智能化监测。

  为避免盾构下穿振动干扰4号线运营,盾构机在凌晨0:00-4:30天窗时间点掘进,掘进期间智能机器人全程扫描,每半小时提报一份监测结果,盾构机根据监测结果调整掘进参数,5天顺利穿过4号线,车站结构无任何异常,开创了武汉地铁盾构机完整下穿单体车站的先例,为后续线路施工提供了一套更安全高效的参考方法。

  350吨盾构机

  先后成功穿湖、穿桥

  5月26日,地铁12号线丁家咀站至十里铺站区间左线隧道顺利贯通,盾构机出洞。郑忠祥 摄

  这台盾构机自重350多吨,穿越墨水湖时,由于地层多为较软的黏土层,武汉地铁二级项目经理王斌称,盾构行业对此有一个形象的比喻为“在软豆腐里打洞”。

  为了降低风险,下穿墨水湖前,中铁七局根据地质条件将区间线路下压了1.5米,增大隧道顶部隔水层厚度。盾构机进入湖底前停机,对螺机闸门、盾尾刷进行专项检查,确保盾构密封完整,保障穿湖掘进连续匀速。全程监控,安全穿湖。

  当盾构机侧穿二环线高架桥时,距离桥桩最小水平距离仅1.8米,350吨重的盾构机掘进就像走钢丝,稍有不慎就会偏离轨道。

  项目总工罗鑫说,掘进期间,组织人工反复对隧道中线测量,复核盾构掘进线形及姿态,在桥台、桥墩、地表、土体埋设了各类型监测点,工程师跟机作业,根据监测情况修正盾构姿态及掘进参数,通过30天连续掘进,近乎零沉降完成侧穿桥梁施工。

  (长江日报记者陶常宁 通讯员曾斯 袁永华 郑忠祥)

  【编辑:赵可】