跨海掘進(jìn)
地質(zhì)復(fù)雜多變
多個(gè)工藝工法破難題
地鐵3號(hào)線工程施工難度最大、風(fēng)險(xiǎn)最高的,當(dāng)屬跨海段,它一頭連著島內(nèi)的湖里區(qū)五緣灣,一頭連著翔安區(qū)劉五店。
地鐵3號(hào)線跨海段海域區(qū)間長(zhǎng)約4公里,長(zhǎng)度約為地鐵2號(hào)線海底隧道的1.4倍,存在著多個(gè)風(fēng)化槽、風(fēng)化囊、基巖突起等地質(zhì)現(xiàn)象,堪稱國(guó)內(nèi)地質(zhì)情況最復(fù)雜的海底地鐵隧道之一,也是全國(guó)首條采用“礦山+盾構(gòu)”工法組合施工的海底地鐵隧道。
“正是因?yàn)榈刭|(zhì)復(fù)雜多變,僅用一種工法難以應(yīng)對(duì),且風(fēng)險(xiǎn)極大。我們因地制宜選擇兩種工法組合,可以充分利用工法的優(yōu)勢(shì),更好地控制風(fēng)險(xiǎn)。”廈門軌道交通集團(tuán)建設(shè)分公司副總工程師劉典基說(shuō)。
靠近廈門島內(nèi)側(cè)的2.6公里海域段,微風(fēng)化花崗巖多,采用礦山法施工。該工段分布著大小不均的9條風(fēng)化槽。“風(fēng)化槽是海底巖層因風(fēng)化作用形成的深坑,如同外脆內(nèi)軟的夾心餅干,一旦有外力輕輕一碰,就有可能破碎。而且風(fēng)化槽與海水相連,極易產(chǎn)生涌水突泥及坍塌,風(fēng)險(xiǎn)極大。”劉典基介紹說(shuō)。
穿越風(fēng)化槽時(shí),參建單位通過(guò)超前地質(zhì)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確掌握地質(zhì)情況,采用提前注射雙液漿的方式,將風(fēng)化槽固結(jié),再進(jìn)行爆破開挖。爆破時(shí),要精確使用炸藥,一次爆破僅能開挖0.5米,猶如在“刀尖上跳舞”。
在礦山法段開挖過(guò)程中,巖石裂隙中的海水(裂隙水)會(huì)源源不斷噴入隧道內(nèi),工程人員共抽排了1000萬(wàn)立方米的裂隙水。此外,施工隧道狹窄、悶熱、潮濕、海水腐蝕性強(qiáng)等不利條件,都極大考驗(yàn)著施工人員的體力和意志。施工高峰期時(shí),最多有上千名工人、數(shù)百臺(tái)機(jī)械、車輛在隧道內(nèi)同時(shí)作業(yè)。
靠翔安側(cè)的1.4公里海域段軟弱地層多,采用泥水盾構(gòu)法施工。該區(qū)間要穿越長(zhǎng)距離的富水砂層、孤石及上軟下硬地層、硬巖段,這對(duì)最怕“軟硬不均”地質(zhì)的盾構(gòu)機(jī)來(lái)說(shuō),也是一大風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)。
超高壓條件下更換磨損的刀具作業(yè)是地鐵3號(hào)線過(guò)海盾構(gòu)掘進(jìn)施工中遇到的最大挑戰(zhàn)。其中一次,施工人員實(shí)施了高達(dá)5.38個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件下的非飽和氣壓換刀作業(yè),創(chuàng)造了過(guò)海泥水盾構(gòu)掘進(jìn)施工國(guó)內(nèi)最新紀(jì)錄。
在盾構(gòu)法施工過(guò)程中,廈門軌道集團(tuán)和中國(guó)中鐵先后創(chuàng)新了“近海域全斷面砂層盾構(gòu)始發(fā)”“非飽和氣壓換刀”“洞內(nèi)盾構(gòu)機(jī)棄殼解體”“海域全風(fēng)化花崗巖地層凍結(jié)施工聯(lián)絡(luò)通道”等多個(gè)工藝工法,實(shí)現(xiàn)了行業(yè)多項(xiàng)技術(shù)零的突破。
(記者 吳???林欽圣 通訊員 林 業(yè))
