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穿越軟硬不均地質歷經(jīng)“六大難”

地鐵城門站至三角埕站下行線昨貫通

昨日，兩名工人在福峽路的福州地鐵1號線地鐵隧道內行走

東南快報記者許才芳/文柳濤/圖

昨日，記者從福州地鐵公司獲悉，9月29日凌晨，福州地鐵1號線城門站至三角埕站區(qū)間下行線順利貫通，這也是1號線截止目前盾構施工難度最大的區(qū)間。

城門站至三角埕站區(qū)間（以下簡稱“城三區(qū)間”），位于福州市南部城區(qū)福峽路地下，線路長度863米左右，隧道頂部埋深9.1米至11.5米。施工單位中鐵十九局集團公司采用了2臺盾構機雙線掘進。該區(qū)間盾構機于2013年2月14日從三角埕站北端向城門站掘進，區(qū)間50%地層為復合型地層，地下水豐富，掘進掌子面地層多變。

據(jù)施工人員稱，施工過程中遇到了“六大難”。

第一難：巖層硬度高，換刀次數(shù)多。據(jù)介紹，在該區(qū)間始發(fā)掘進后，盾構機在復合地層中推進，遇上的中、微風化巖層強度之高，有的硬度甚至能達到最硬混凝土的3倍以上。而正因為在平均強度高、軟硬不均的硬巖中掘進，刀具嚴重磨損。據(jù)了解，掘進起始新裝滾刀31把，正面刮刀41把，邊緣刮刀8把。巖石段掘進期間共經(jīng)過8次換刀，累計更換64把滾刀，其中雙刃滾刀11把，并且刮刀大部分損壞。購買刀具增加成本約150萬元，更換刀具費用約50萬元，換刀工期延誤約40天。

第二難：洞內空氣差，施工溫度高。由于巖層硬度高，導致設備負荷增大，刀具與基巖的摩擦產(chǎn)生大量的熱量無法及時排出，隧道內溫度比地面高，空氣狀況差。即使在通風設備良好的狀況下，拼裝作業(yè)區(qū)域溫度仍高達45-50℃，嚴重時會造成盾構機自動報警停機。這就使得工人作業(yè)難度加大，影響施工效率。據(jù)介紹，夏天在洞內施工時，8個工人8個小時就喝了5桶的18升裝的桶裝水。

第三難：地面障礙多，穿越難度大。據(jù)介紹，該區(qū)間順利地穿越了兩座地下過街通道、一座市政橋梁及一條小河道。其中，盾構機穿越的河道及市政橋梁，一直是盾構施工中極高的風險源，稍有不慎即會造成盾構內涌水涌砂的嚴重事故，所以施工單位采取了控制倉內土壓、掘進速度，在河道上布設監(jiān)測點、對橋梁專人監(jiān)測等措施。

第四難：地下水豐富，致螺旋機噴涌。在上軟下硬的地層中推進，為保證前方土體穩(wěn)定，需向土倉施加壓力；同時掌子面上部的混合土層含承壓水，這兩個因素導致螺旋機噴涌，隧道內泥水過多，清理困難。尤其是該段處于下坡，噴涌的泥漿積聚到盾尾，為保證管片拼裝及防水質量，每噴涌一次需延誤半小時以上時間抽排和清潔盾尾。

第五難：孤石硬度高，盾構掘進遇阻。在下行線部分地層掘進時，還出現(xiàn)了意料之外的孤石，雖然孤石的粒徑不大（約為50cm），但硬度極高且會隨著盾構機刀盤的旋轉而滾動，甚至卡在螺旋機內，造成盾構機掘進遇阻。對此，技術人員通過研究，采取了在螺旋機上開口，將孤石直接從螺旋機內取出的方法化解了這個難題。

第六難：渣土含水量高，土方外運困難。巖層硬度高，為保護刀具加快掘進速度，隧道掘進每環(huán)需進行中心刀加水和注入泡沫劑，每環(huán)平均注入量約4000L，加之地下水豐富，所以導致渣土含水率大大提高，給渣土外運帶來很大困難。對此，項目部通過晾曬、濾水、加土改良等方法盡量減小渣土的含水量，盡量加快土方外運的進度。