生死穿越,一场刀尖上的舞蹈
文/陈娟
6月的成都十分凉爽,此时,成都地铁17号线一期工程TJ05A标凤溪河站至温泉大道站区间隧道内,正在上演一场别开生面的“地道战”。
盾构机刀盘刚从地铁4号线正下方脱出,监控室二十几位值班领导目不转睛地盯着盾构监控的显示屏幕,“不好!刀盘扭矩到达每米20000千牛,推力达到49000千牛!比正常范围值高出近10000千牛!” 大家正在为掘进参数突然恶化感到疑惑时,监测员来报告,地层突变引发超方!二航局成都城建公司项目经理刘海勇心中不由一怔,他深知,在盾构机下穿地铁4号线之间区域的关键时刻,隧道实际的出渣量远远大于理论出渣量,已经超方出一辆厢式货车的体积,若不能及时控制,一旦塌方,后果不堪设想。
“启动应急预案!”刘海勇神情异常凝重。施工人员接到命令后,迅速展开地表打孔探查空洞、地表袖阀管跟踪注浆等工作,及时填充空洞加固土体。然而,刀盘扭矩及盾构推力一直处于较大值,导致盾构推进速度较慢,出渣方量难以控制,超方仍在持续。不仅如此,反馈回来的监测数据显示,地铁4号线已出现下沉迹象。此时,盾构监控室里的每个人神情严肃,空气凝固得都快滴出水来。
双洞双线长度均为1417米的凤温区间是地铁17号线建设的“咽喉”部位。盾构机与地铁4号线最小距离仅3.41米,是成都轨道交通在建线路盾构穿越既有地铁线最小间距;地铁线底部120根加固土体的素桩像兵马俑布阵一样矗立在地层中,盾构下穿地铁线的同时还需拦腰穿过素桩群;该区间地处富水砂卵石地层,卵石粒径大、强度高,稳定性较差,盾构掘进中极易造成刀盘卡死、超方甚至塌方等问题。施工安全风险极高,这无疑是在“刀尖上跳舞”! 在此前的成都地铁建设中,富水砂卵石地层不是没有遇到过,但凤温区间使用的刀盘直径达8.6米、开口率达45%的带式螺旋盾构机,是公司专门为17号线“量身打造”,不仅远大于成都地铁使用的任何型号盾构机,且在成都地铁建设和中交系统内部都是首次应用,国内外尚无可参考的成功经验。因此,穿越这段隧道的难度呈几何倍数猛增。
“要先找到病因,才能对症下药”。现场指挥部的领导立即组织召开研讨会。“盾构正在掘进的区域是地表袖阀管注浆及管棚注浆重叠区,打设袖阀管及管棚时已将地层扰动,此时的地层就像患上‘骨质疏松症’的老人,稍有触碰就会牵一发而动全身。注浆就如同补钙,能渗透、黏合和加固松散的土质,但光补钙还不够,经过渣样分析,注入的水泥浆填充了扰动缝隙,导致地层细颗粒增多,土体粘稠,造成刀盘出现板结现象,盾构推进阻力大,出渣方量难以控制,才出现持续超方。地层明显变化后在注浆的同时还要及时调整渣土改良参数。” 经过领导们紧张而短暂的“会诊”后开出了“药方”。
“洞内加大同步注浆量,多次、持续二次注浆,增大注水量、提高土仓压力,调整好掘进参数,地面监控每隔10分钟汇报一次监控数据……”刘海勇根据现场监测员的报告情况,适时下达抢险指令。地铁4号线依旧在运行,坐在车厢里的人们丝毫没有察觉到,就在他们的车厢之下正上演着一场生死较量。
经过1个多小时的攻坚战,险情在勇敢顽强的建设者面前退缩,超方得到有效控制,下沉的4号线被安然无恙地稳定住了,盾构机安全穿过“雷区”。
“现在只成功了一半!”在刘海勇看来,另一半就是顺利到达端头井并完成接收。
由于盾构机下穿地铁4号线位于凤温区间接收段,且在盾构机脱出地铁4号线影响范围后距离接收洞门仅剩3米,因此盾构接收风险与4号线安全运营风险并存。“端头加固质量很难保证,”项目总工程师徐波说。“进入凤温区间接收洞门加固区域的地层经过密集的袖阀管注浆及管棚注浆,已被扰动,盾构机在该区域推进过程中的推力及扭矩仍然较大。”为了及时有效弥补4号线下方超方带来的空隙,盾尾进入4号线左线下方后,施工人员立即开始在盾尾后1环进行二次补充注浆,并采用大管棚结合袖阀管施工工艺,顺利解决了富水砂卵石中的砂卵石颗粒缺乏黏合性的问题,实现了盾构安全接收。
经过连续监测数据显示,地铁4号线工后沉降最大值仅为5.09毫米,远低于10毫米的警戒值。
“建设团队用优美的姿势成功跳完了这场‘刀尖上的舞蹈’。”业主方称赞。“在高富水砂卵石地层中,中交制造的带式螺旋盾构机顺利穿越运营中的既有地铁线,不仅开创了大直径盾构近距离下穿既有地铁线的先河,还极大程度上刷新了成都轨道交通施工理念。”