泥水盾构穿行“地质博物馆”

    通讯员  何  赟  赵金飞

    日前，随着巨大的轰鸣声传出，接收井水面泛起朵朵浪花，随后“铁龙29号”泥水盾构机刀盘缓缓露出水面。中铁十一局城轨公司广州轨道交通8号线北延段9标出段线隧道顺利贯通。看着盾构机刀盘一点点浮现，项目经理张桥感叹道：“广州号称‘地质博物馆’，600多米的隧道，是广州地铁8号线最难标段，我们掘进了11个月，现在，悬着的一颗心终于可以放下来了。”

    破解“S弯”难题

    在盾构机操作室里，操作手赵相厂正目不转睛地盯着屏幕，不停地调整着掘进参数。“盾构机始发后先以270米的半径右转下坡，然后以250米的半径左转上坡，等于画了一个巨大的‘S’。”这让赵相厂的神经时刻紧绷着：“在这种纵向千分之三十四的极限陡坡，在地面开车都非常危险，更别说像盾构机这种几百吨的庞然大物，这对盾构姿态提出十分苛刻的要求。”

    更让赵相厂紧张的是，这段649米长的隧道，最浅覆土只有1.3米。参与技术评审的院士直呼：“这种地质下进行泥水盾构施工，还要走‘S’路，实在太难了！”

    广州的地质环境十分复杂，几乎囊括了各种地质类型，而盾构机选型不可能兼顾所有地质。此次掘进采取泥水加压式盾构机施工，渣土以泥浆形式通过泥浆泵输送出去，最大的克星就是上软下硬地层。在这种地层中掘进会产生大量块石，这对盾构机的泥水环流系统是一个极大考验，一不小心就会造成排浆管堵塞。

    “排浆管又被堵住了。”一阵急促而刺耳的电话铃声在监控室响起。堵管碰到过很多次了，但这一次盾构队队长徐冬林却心头一紧：“盾构机正在下穿白云湖引水渠，堵管很有可能击穿河底，后果不堪设想。”最终，几百米的管道，在挨个排查后，终于被疏通了。

    麻烦还远不止于此。下穿白云湖引水渠，距离长达101米，刀具磨损严重。在距离白云湖引水渠不到4米的位置，一块刀圈断裂落入采石箱。“风险太大！泥水盾构机采用衡盾泥开舱。”当项目部决定采用衡盾泥密封带压开舱换刀时，论证会上的专家们给出了否定答案：这在国内没有先例。“明知山有虎，偏向虎山行”，项目技术攻关团队经过多次试验，不断优化衡盾泥的配合比、反复检验密封效果，最后获得了成功。

    穿越地质“雷区”

    地质条件十分复杂，地上环境同样不容乐观。“盾构机前行好像在雷区穿行一样！”张桥说。

    张桥所说的“雷区”是盾构机连续下穿一系列重大建筑物风险源：下穿污水处理站，盾构施工对污水处理设备扰动大；下穿倒虹吸污水箱涵，沉降控制不当容易引起水源污染；下穿八方物流园南门桥，木桩基础极易堵塞盾构机环流系统；下穿直径2.4米的城区主供水管道，距离隧道顶部仅2.1米；连续下穿华南快速高架桥和污水箱涵，污水箱涵侵入隧道1.6米。“各类风险点影响长度累计达301.2米，占全段长度的44%，是8号线最难标段。”业主代表说。

    “最艰难的是下穿污水箱涵，5天才推了1环，平均每小时掘进1厘米。”张桥回忆说。经过27天的日夜奋战，他们终于安全越过了这片“雷区”。然而此时，3条110千伏的高压线缆又横亘在前。它们的产权方为台资企业，如果迁改，走程序就需要1年时间。在了解到高压电缆每年春季会停电检修后，他们经过多方沟通协调，利用检修停电1天的宝贵时间，将3根高压电缆整体抬高1米，仅仅用了一个半月的时间，便顺利穿越“雷区”。

    实现“水下出洞”

    “穿越‘雷区’只成功了一半！”在张桥看来，成功的另一半就是顺利出洞。

    由于盾构机接收端离地面最浅处只有1.3米，且遍布污水、通信、自来水、电力等十几种管线，“端头加固质量很难保证。”项目总工程师王策说：“如果出现涌水涌砂，将产生灾难性后果。”

    经过对比常规接收、钢套筒接收等多种接收方式，项目技术团队反复研究，邀请专家召开论证会，最终决定大胆采用水下接收方式。

    “接收过程中我们控制水位高度，露出刀盘弧顶部分，既能防止地下水从开放的洞圈中大量涌出发生险情，又能像普通接收方式一样观察刀盘的准确位置，在可视化条件下实现安全接收。”王策介绍说。在极端复杂环境中，泥水盾构顺利穿越“地质博物馆”，并有多项技术达到国内先进水平，为广州地铁建设积累了宝贵经验。广州地铁集团副总经理竺维彬称赞道：“中铁十一局真是厉害！”

    穿越“地质博物馆”的征途中，项目部也收获了一大批创新成果：6项实用新型专利、2项目发明专利、省级QC成果二等奖，研发团队获得2018年度全国市政工程建设先进质量管理小组称号。