巨大的排风管保证施工通风
越江隧道地下急转弯盾构机一分为二过关
隧道内的光线若明若暗,供施工电瓶小火车行驶的临时轨道蜿蜒伸向远方。隧道右侧,搭建了一座简易钢栈桥,仅能容一人通过。往隧道内走了约500米,记者看到了一个大拐弯。“这个大转弯拐得很急,转弯半径只有350米,盾构机(俗称“地老虎”)不得不进行难度很高的小曲线掘进。”陪同记者采访的中隧集团武汉地铁2号线越江隧道项目部土木总工程师徐延召介绍。过去该集团建设武汉长江隧道时,由于隧道走向平直,没有遇到这样的难题。
地铁2号线本来沿着武昌和平大道走行,但因要穿越长江,且要与轻轨1号线垂直,越江隧道不得不转了一个急弯。盾构机本身长10。5米,通常情况下无法通过这个急弯,这好比让一枝铅笔在曲线上走。
好在施工方早就想出应对措施:盾构机在设计时被一分为二,中间用可自动拉伸的油缸连接,有点类似于武汉的铰链公交车。在过弯时,前面一部分先过去,油缸拉伸,后面一部分再慢慢跟过去。
转弯时,隧道管片拼装的难度也很高,容易出现错台和渗水漏水等状况。经过多方共同努力,最终杜绝了渗水漏水,错台也严格控制在国家允许范围之内。
安然穿越两长江大堤大堤沉降仅有三毫米
过了大转弯,记者很快走到武昌长江大堤之下。徐延召说,穿越大堤时,盾构机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。正常情况下,盾构机施工遭遇的压力只有2-3bar。
如果盾构机不作特别防护,如此巨大的压力可以将盾构机击穿,泥水涌进隧道,造成灾难性后果。盾构机在制造时采取了4道密封措施,而普通盾构机只有2至3道密封措施。另外,该盾构机还特别安装了一个环形的应急气囊,有点类似于汽车的安全气囊。平时该气囊不会充气,遇到渗水等紧急情况时,它会在瞬间充满气,堵住渗漏点。不过,在右线隧道施工时并未发生这样的险情,应急气囊没有派上用场。
过武昌长江大堤还有一大难题: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。穿越武昌大堤是在去年10月,当时长江水位比较高。
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。
江底掘进可能遇沉船盾构机一度停工20天
过了武昌长江大堤,盾构机进入江底段。刚掘进到离武昌大堤300米处,长江就给了盾构机一个“下马威”: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,但刀具出现一些磨损。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,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,盾构机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。
事后大家推测,盾构机可能遭遇到一艘沉船。那把铁刀长1米多,被盾构机绞得像“麻花”。穿过江底后,盾构机顺利抵达位于江汉路的汉口风井,施工方在这里更换了盾构机受损的刀具。
五层楼房下悄然穿过隧道最低点将建泵站
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。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,一有意外情况立即灌混凝土,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。
过了该楼就到了江汉路站的端头井。按正常工艺,应该对端头井基坑外的地下水进行抽降,降至井底部以下,这样盾构机就可出洞了。但因地铁2号线江汉路站施工场地狭小,不具备降水条件,施工方便首次采用“暗到达”方式。预计今年10月盾构机将被吊至地面,市民可一睹真容。
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。武汉长江隧道没有建这种联络通道。
徐延召介绍,3号联络通道位于长江水面以下约49米处、土层以下10多米处。该通道长13米,高2。5米,宽2。1米。通道中间再往下挖一个泵站,深2。5米,体积10立方米。“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。
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