12月27日,随着“清水入江”号盾构机刀盘破土而出,安全抵达接收基座,武汉首个应用盾构法施工的排水通道——江夏清水入江八分山片排水改造工程盾构隧道顺利实现贯通。
由中交二航局负责施工的江夏清水入江八分山片排水改造工程位于武汉江夏区纸坊城区武昌大道,施工内容包括排水通道、渠道节制闸、污水提升泵站等。排水通道总体沿武昌大道铺设,起于纸坊大街,止于金鞭港,全长约4.9公里,由顶管、盾构隧道、箱涵等部分组成,其中盾构隧道全长3.424公里,分成2个大区间、6个小区间掘进,拼装管片共计2886环,普通段管片宽1.2米,小半径曲线段管片宽0.8米。本项目建成后,将主要用于防洪排涝,即对八分山片的雨水进行分流,并直接排入汤逊湖。
值得一提的是,为避免对城市中心道路“开膛破肚”,对地面交通及周围居民出行产生不利影响,项目建设者弃用以往排水管道施工常用的明挖法,创新改用适应不同转弯半径及长大距离的盾构法进行施工,有效破解了反复开挖的“拉链路”尴尬,这也是武汉首次将盾构机用于排水通道施工。
据了解,目前盾构机直径一般在6米以上,主要用于地铁、跨江跨海隧道施工,始发井长度一般在30米以上,转弯半径一般大于250米,而本项目位于江夏区交通繁忙的主干道和即将建设的商业用地,设置的盾构始发井井口大小仅为8米×8米,为目前国内最小尺寸的盾构始发井,且盾构施工区间需横穿高压管道、燃气管道、供水管道以及居民区等,地质条件复杂,此外,为避让后续规划中的高架桥桥墩桩基,还设置了转弯半径为120米的连续小半径急转弯地段,因此需要为工程量身定做一台直径小、动作灵活,能在狭小空间条件下实现始发、完成小半径急转弯段掘进的盾构机。为此,项目部联合盾构制造商设计制造了直径为4.98米、盾构主机长9.15米的“清水入江”号盾构机,并为解决始发难题,创新性采用盾构机分段组装、分段推进的新工艺,在我国首开狭小空间条件下盾构机分体始发的先河。
此外,为确保本工程早日造福于民,项目建设者设计了一款大型防护棚,对始发井、管片存放区、渣土池等盾构施工区域进行全覆盖,使地面露天作业环境不受天气影响,可实现全天候施工,大大提高了施工效率,这也是国内首次在盾构施工中采用大型防护棚设施。建设者们还克服了盾构机在富水碎石层中掘进的困难,并通过开展QC活动,有效提高了管片拼装质量和掘进效率,掘进工效从平均每天6环增至平均每天10环,最高峰一天可达20环,超过了地铁盾构隧道掘进速度。
项目部在解决一系列施工难题的同时,还编写了技术论文20余篇,总结工法3项,申请国家专利10项(其中7项已获授权),丰硕的科研成果为小直径盾构隧道施工积累了核心技术与施工经验。
据悉,武汉市江夏区三面环山、一面临水,每到汛期都深受雨水难排之苦,同时随着区域人口急剧增加、经济快速发展,污水处理、水环境改善等问题也亟待解决。而盾构隧道的贯通标志着八分山片排水改造工程主体部分已顺利完工,这将大大提升江夏区污水收集及给水、防洪排涝处理能力,有效解决江夏城区内涝渍水频发问题,明显改善全区水环境,有效提升居民生活环境与品质,有力推动“楚天首县”绿色可持续发展。