川觀新聞?dòng)浾? 張明海
12月10日上午，資陽(yáng)市民李玲像往常一樣來(lái)到當(dāng)?shù)貥?biāo)志性建筑萇弘廣場(chǎng)附近的沱江邊上散步，此時(shí)的沱江水面波瀾不驚，一如既往地靜水深流。
而此時(shí)，在她腳下，沱江底部20多米的地下深處，直徑8.24米、長(zhǎng)近100米、重達(dá)千噸的“同城二號(hào)”盾構(gòu)機(jī)正緩緩駛離江底，并正式宣告成都軌道交通首次采用雙模盾構(gòu)長(zhǎng)距離穿越江河成功。
地鐵線路長(zhǎng)距離穿江而過(guò)，在國(guó)內(nèi)并非首次，在廣州、南京、杭州等地已有過(guò)相關(guān)實(shí)踐——但對(duì)于成都、四川來(lái)說(shuō)，意義卻不一樣。
軌道交通資陽(yáng)線是我省首條跨市域軌道交通線路?！斑@是成都軌道交通建設(shè)運(yùn)營(yíng)14年來(lái)，第一次真正意義上的穿江?！表?xiàng)目施工總承包方中國(guó)鐵建昆侖投資集團(tuán)軌道交通資陽(yáng)線盾構(gòu)負(fù)責(zé)人張守南介紹說(shuō)，這也是我國(guó)西部地區(qū)跨市域軌道交通線首次穿越長(zhǎng)江支流，千里沱江上擁有了首座具有交通功能的盾構(gòu)隧道。
刀片旋轉(zhuǎn)，盾機(jī)掘進(jìn)。地下盾構(gòu)機(jī)施工，被稱(chēng)作是“刀尖上的舞者”。那么，軌道交通資陽(yáng)線穿越沱江是如何在“刀尖上起舞”，在穿江中都遇到了哪些問(wèn)題，對(duì)于成都軌道交通建設(shè)的下一步有哪些意義？
盾構(gòu)機(jī)下穿沱江掘進(jìn)中。 陳洋 攝
“寧做一百種方案，也不出一例意外”
軌道交通資陽(yáng)線，起于成都軌道交通18號(hào)線福田站，止于成渝高鐵資陽(yáng)北站，線路全長(zhǎng)約38.7公里，設(shè)計(jì)最高時(shí)速160公里，共設(shè)置7座車(chē)站。
中國(guó)鐵建昆侖投資集團(tuán)軌道交通資陽(yáng)線總包部指揮長(zhǎng)楊勇介紹說(shuō)，寶臺(tái)大道站～萇弘廣場(chǎng)站區(qū)間位于資陽(yáng)市主城區(qū)，下穿長(zhǎng)江一級(jí)支流沱江以及沱江一橋等重大風(fēng)險(xiǎn)源，堪稱(chēng)軌道交通資陽(yáng)線全線“最難區(qū)間”。
難在哪里？“因?yàn)椴豢赡軐?duì)沱江進(jìn)行拉閘斷流，對(duì)于施工來(lái)說(shuō)，奔流不息的沱江本身就是一個(gè)無(wú)法避開(kāi)的重大危險(xiǎn)源?！睆埵啬细嬖V記者，線路還需要側(cè)穿沱江一橋橋樁，而該橋?yàn)樯鲜兰o(jì)70年代年建成投用的鋼筋混凝土拱橋。
同時(shí)，施工標(biāo)準(zhǔn)要求也高：隧頂與河底最小豎直凈距僅12.47米，與沖刷線最小豎直距僅8.80米。
首要的，是搞清楚沱江地層情況，“要搞清楚沱江底部地層有沒(méi)有裂隙，巖層之間有沒(méi)有裂隙、有沒(méi)有夾層等”。
當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有的水文資料顯然不夠用，也不能止步于傳統(tǒng)的觀測(cè)手段。為精確掌握地質(zhì)情況，中國(guó)鐵建昆侖投資集團(tuán)聯(lián)合中科院、西南交大等科研機(jī)構(gòu)和高校進(jìn)行了多輪技術(shù)攻關(guān)。
采用多波束水下地形測(cè)量，專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)通過(guò)數(shù)字化三維地形圖，精準(zhǔn)推測(cè)河道中心處河床情況。同時(shí)，根據(jù)水上電法勘探技術(shù)，精準(zhǔn)推測(cè)了穿江巖層裂隙發(fā)育情況。
專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)采用有限元分析計(jì)算，還精準(zhǔn)推測(cè)了穿江段巖掌子面穩(wěn)定情況?！案鶕?jù)精準(zhǔn)分析，枯水期工況下地層位移結(jié)果與豐水期規(guī)律基本吻合，位移均較小，而根據(jù)掌握的地層信息，盾構(gòu)在穿江過(guò)程中地層穩(wěn)定性也良好，盾構(gòu)能順利安全通過(guò)?！睏钣抡f(shuō)。
“寧做一百種方案，也不出一例意外”，張守南介紹，資陽(yáng)線管理團(tuán)隊(duì)編制了厚厚的一份危險(xiǎn)源清單，還在正式穿越沱江之前進(jìn)行了前置實(shí)驗(yàn)，“實(shí)驗(yàn)時(shí)我們按照正式穿江規(guī)范來(lái)進(jìn)行，總結(jié)出了有效的管控措施”。
同時(shí)，“最壞的情況”也要充分考慮進(jìn)去。據(jù)介紹，管理團(tuán)隊(duì)還與資陽(yáng)市海事部門(mén)等相關(guān)單位聯(lián)合進(jìn)行了穿江盾尾密封失效涌水應(yīng)急演練。
成型的江底隧道。 鞠義軍 攝
雙模盾構(gòu)機(jī)成功實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離穿江
盾構(gòu)施工，簡(jiǎn)單講，就是指掘進(jìn)機(jī)在掘進(jìn)的同時(shí)，構(gòu)建（鋪設(shè)）隧道之“盾”——國(guó)內(nèi)地鐵盾構(gòu)施工技術(shù)目前已經(jīng)非常成熟，集開(kāi)挖、支護(hù)、出渣于一體，可以實(shí)現(xiàn)隧道的一次成型。
根據(jù)規(guī)劃設(shè)計(jì)，軌道交通資陽(yáng)線需分左線和右線兩次斜穿沱江。其中，左線正下穿沱江長(zhǎng)度為395米，右線正下穿沱江的長(zhǎng)度為425米，隧頂距河底距離為15.2米，最深處達(dá)地下55米。
張守南介紹，與平常的地鐵施工不同，這次穿越沱江地質(zhì)情況特殊：主要地層為中風(fēng)化泥巖及砂巖地層，“在這種復(fù)雜地層中掘進(jìn)，盾構(gòu)機(jī)易出現(xiàn)管片上浮、刀盤(pán)結(jié)泥餅、盾構(gòu)包裹、盾尾滲漏水等現(xiàn)象，是巨大的挑戰(zhàn)，特別是要避免出現(xiàn)江水滲漏和涌水的情況”。
這就涉及到一個(gè)盾構(gòu)機(jī)的選取問(wèn)題——傳統(tǒng)的盾構(gòu)機(jī)，是否還用得上？
“在成都地鐵修建的過(guò)程中，一直以來(lái)都采用單種掘進(jìn)模式的盾構(gòu)機(jī)。但長(zhǎng)距離穿越沱江，傳統(tǒng)的土壓模式就行不通了。”張守南是成都地鐵首臺(tái)盾構(gòu)機(jī)司機(jī)，有著豐富的盾構(gòu)機(jī)施工經(jīng)驗(yàn)，從成都地鐵1號(hào)線建設(shè)開(kāi)始，至今已先后參與成都9條地鐵線路建設(shè)。
雙模式盾構(gòu)機(jī)開(kāi)始上場(chǎng)，這是集土壓和泥水兩種模式于一體的盾構(gòu)機(jī)?！跋鄬?duì)于傳統(tǒng)盾構(gòu)機(jī)，雙模盾構(gòu)機(jī)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)掘進(jìn)地質(zhì)地層和風(fēng)險(xiǎn)源等實(shí)際情況，靈活進(jìn)行土壓和泥水兩種模式的切換?！背啥架壍澜ㄔO(shè)管理有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹說(shuō)，相比土壓模式，泥水模式下，刀片對(duì)巖層和泥土的切割更碎小，在掘進(jìn)過(guò)程中，直接用泵抽的形式，通過(guò)管道排到位于地面的泥水分離廠，安全又快捷。
然而，兩種模式的切換，也并不容易。“泥水模式對(duì)于成都地鐵施工來(lái)說(shuō)，還相對(duì)陌生，這是一個(gè)新東西?！睆埵啬辖榻B，在對(duì)技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)和熟練掌握的基礎(chǔ)上，穿江期間，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還每天對(duì)盾構(gòu)備品備件進(jìn)行清查，確保供應(yīng)充足。
雙模盾構(gòu)機(jī)精準(zhǔn)化管控讓軌道交通資陽(yáng)線穿越沱江順利推進(jìn)：左線從10月12日開(kāi)始掘進(jìn)，11月6日結(jié)束；右線自11月17日開(kāi)始掘進(jìn)至12月10日結(jié)束。
對(duì)穿江進(jìn)行智能監(jiān)控。 鞠義軍 攝
加快推動(dòng)傳統(tǒng)盾構(gòu)技術(shù)創(chuàng)新
按照進(jìn)度，軌道交通資陽(yáng)線將于2024年底建成通車(chē)。
“穿越沱江，是一個(gè)難度最大的節(jié)點(diǎn)。接下來(lái)，我們將向著明年5月份的全線洞通目標(biāo)發(fā)起沖鋒。”楊勇介紹，截至目前，軌道交通資陽(yáng)線7座車(chē)站已全部封頂，盾構(gòu)掘進(jìn)已完成掘進(jìn)總量的70%，3個(gè)區(qū)間實(shí)現(xiàn)洞通。
穿越沱江，并非意味著結(jié)束——某種意義上，是一個(gè)新開(kāi)始。“穿江期間，盾構(gòu)成型管片無(wú)錯(cuò)臺(tái)或滲漏情況，平均日掘進(jìn)12米，順利實(shí)現(xiàn)了雙線穿江盾構(gòu)安全、高效的施工目標(biāo)，為后續(xù)類(lèi)似施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)?！睆埵啬险f(shuō)。
記者了解到，今年年初，由中國(guó)鐵建昆侖投資集團(tuán)牽頭，成立了成都軌道交通建設(shè)首個(gè)雙模盾構(gòu)創(chuàng)新工作室——張守南盾構(gòu)創(chuàng)新工作室。
在該創(chuàng)新工作室內(nèi)，記者見(jiàn)到了一個(gè)渣土樣品陳列展臺(tái)，每一盒都貼著一個(gè)二維碼。記者隨機(jī)拿起一盒標(biāo)號(hào)為“1058環(huán)”渣土取樣。掃碼信息顯示：2022年10月31日寶萇盾構(gòu)區(qū)間左線采樣，掘進(jìn)時(shí)間下午15時(shí)15分至15時(shí)54分，刀盤(pán)結(jié)束里程110758.655米，掘進(jìn)速度42毫米/分，推力1860噸，盾構(gòu)姿態(tài)：水平前1毫米、水平后-6毫米、垂直前-41毫米、垂直后-65毫米……
張守南強(qiáng)調(diào)說(shuō)，對(duì)盾構(gòu)重要掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析非常重要，“這將為下一步我們進(jìn)行類(lèi)似施工提供有效經(jīng)驗(yàn)”。
據(jù)悉，在參與這條線路建設(shè)過(guò)程中，中國(guó)鐵建昆侖投資集團(tuán)盾構(gòu)施工相繼攻克高架上跨、盾構(gòu)下穿大江大河等1400項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)源，并零沉降穿越成都雙流國(guó)際機(jī)場(chǎng)。
而與此同時(shí)，伴隨這一進(jìn)程的是成都地鐵的飛速發(fā)展：目前，成都已躋身“軌道交通第四城”，開(kāi)通運(yùn)營(yíng)里程已超過(guò)550公里。
楊勇期待，“通過(guò)對(duì)雙模盾構(gòu)機(jī)穿越沱江的總結(jié)分析，希望能加快推動(dòng)傳統(tǒng)盾構(gòu)技術(shù)創(chuàng)新，使技術(shù)將更加完善和成熟，解決更多復(fù)雜問(wèn)題”。
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