
今年5月13日,2號(hào)線全線軌通。

工人正在地鐵2號(hào)線過海隧道開挖聯(lián)絡(luò)通道。

▲地鐵2號(hào)線全線軌通。
地鐵2號(hào)線今天開通運(yùn)營,廈門由此由此駛?cè)?ldquo;雙地鐵”時(shí)代。2號(hào)線起自海滄區(qū)天竺山,終于本島東部五緣灣,線路全長41.64公里,設(shè)32座車站。
2號(hào)線建設(shè)的5年是一段常人難以想象的艱辛歷程。廈門號(hào)稱“地質(zhì)博物館”,地質(zhì)條件復(fù)雜程度全國少見,而2號(hào)線穿行的區(qū)域更是集惡劣地質(zhì)條件之大成。穿海、鉆山、過湖、跨鐵路、越石油管、沿主干道敷設(shè)……2號(hào)線施工難度之大、風(fēng)險(xiǎn)之高,國內(nèi)史無前例。
工程共采用了新技術(shù)、新工藝20多項(xiàng),9項(xiàng)技術(shù)成果已申報(bào)國家技術(shù)專利,為今后跨海地鐵隧道建設(shè)積累了寶貴經(jīng)驗(yàn),儲(chǔ)備了重大關(guān)鍵技術(shù)。
西海域海底 突破孤石群
地鐵2號(hào)線穿行廈門西海域,海底隧道全長2784米,僅有3分鐘的車程,但打通這條隧道卻花了3年多的時(shí)間。
海底隧道穿越兩條斷裂帶,穿越區(qū)域巖石風(fēng)化劇烈,軟土、硬巖、上軟下硬、上硬下軟、拱部砂層侵入、基巖凸起、孤石群……18種不同地質(zhì)、極不穩(wěn)定的軟硬巖石縱橫交錯(cuò),地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度超越以往國內(nèi)所有的水下隧道工程項(xiàng)目。
在這樣的地質(zhì)條件下,用傳統(tǒng)爆破的方法挖掘隧道極有可能發(fā)生透水坍塌事故,用盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)隧道成了唯一的選擇。這也讓2號(hào)線海底隧道成為國內(nèi)首條使用盾構(gòu)機(jī)修建的跨海地鐵隧道。
2016年1月29日,地鐵2號(hào)線過海隧道首臺(tái)盾構(gòu)機(jī)在海滄灣公園站始發(fā)。兩臺(tái)量身定制的盾構(gòu)機(jī)在西海域海底像“鋼鐵蚯蚓”一樣,刀盤的刀頭旋轉(zhuǎn)削切下施工區(qū)域前的巖土,再通過管道注入泥漿,讓泥漿攜帶巖土輸送到地面上來。
開始幾個(gè)月,施工進(jìn)展相當(dāng)順利,然而當(dāng)盾構(gòu)機(jī)在海底掘進(jìn)到600米時(shí),意外發(fā)生了。
項(xiàng)目經(jīng)理沈峰介紹說,那天是2016年7月12日,盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)時(shí)突然發(fā)生劇烈震動(dòng),機(jī)器的操作參數(shù)也出現(xiàn)異常,怎么也往前推進(jìn)不了。經(jīng)過后期勘探發(fā)現(xiàn),盾構(gòu)機(jī)遭遇到了一個(gè)長達(dá)13.5米的孤石群。 “盾構(gòu)機(jī)根本無法掘進(jìn),一往前推,孤石就會(huì)卡在刀盤中。”沈峰說,遇到這種情況,只能依靠工人進(jìn)入到盾構(gòu)機(jī)的前端,手動(dòng)清理卡在刀盤中的孤石。
搶修人員從盾構(gòu)機(jī)的工作區(qū)經(jīng)過“人閘”進(jìn)入到前端開挖區(qū)進(jìn)行檢修清理,這本身就是風(fēng)險(xiǎn)非常高的工作。在距海平面40米的海底,危險(xiǎn)性被進(jìn)一步放大。3名搶修人員進(jìn)入高壓狀態(tài)下的前倉,一人負(fù)責(zé)觀察,另外兩人進(jìn)行手動(dòng)清理。“前倉的氣壓高于外界數(shù)倍,條件既艱苦又危險(xiǎn),工作難度之大超乎想象。”沈峰說,清理孤石的過程中,風(fēng)鎬鑿除、靜態(tài)爆破等傳統(tǒng)工藝均敗下陣來,最終他們找到了液壓割鋸的方法,將每塊孤石切割成小塊,然后人工進(jìn)倉運(yùn)出。
搶修人員在清理刀盤的過程中,新的意外又出現(xiàn)了:巡查人員發(fā)現(xiàn)海面上有氣泡涌出。“海水就像被煮開了一樣,咕嘟咕嘟不停冒泡。”沈峰說,這說明施工區(qū)域的海底正在漏氣,氣體不斷泄漏,前倉隨時(shí)有可能發(fā)生巖土坍塌甚至海水倒灌進(jìn)隧道的災(zāi)難性后果。當(dāng)務(wù)之急是堵住巖石之間縫隙造成的漏氣,由于廈門施工海底地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒,施工只能被迫中斷。
盾構(gòu)機(jī)停在海底,海水壓力會(huì)造成設(shè)備損壞,導(dǎo)致難以想象的后果。頂著壓力,建設(shè)團(tuán)隊(duì)請(qǐng)來了國內(nèi)頂尖專家,在全國范圍尋求可能的解決方案。
不分晝夜地反復(fù)研究、分析、比選,一種特殊工藝為找到出路帶來希望。在廣州地鐵隧道施工時(shí),曾經(jīng)嘗試一種特制的泥漿注入開挖區(qū)域,讓泥漿在開挖區(qū)域形成一層保護(hù)膜,以此堵住漏點(diǎn)。但是這種泥漿從來沒有在海底使用過,能否管用沒人有把握。
倒水、和泥、觀察、等待……在經(jīng)歷了幾百次的試驗(yàn)失敗后,好消息終于傳來,泥漿配比方案成功了。通過實(shí)地測試,這層泥膜確實(shí)有效填補(bǔ)了開挖區(qū)巖石的縫隙,防止注入開挖區(qū)的高壓空氣向海面泄漏。
經(jīng)過100多天的不懈努力,危機(jī)解除了,搶修人員可以再次進(jìn)入開挖區(qū)清理孤石。被困在海底的盾構(gòu)機(jī)終于突破了13.5米寬的孤石群,繼續(xù)向海底掘進(jìn)。
孤石群只是海底隧道施工遭遇的第一道大難關(guān),此后,工程又碰上基巖突起、疊落石等“攔路虎”,面對(duì)這些海底隧道施工從沒見過的難題,建設(shè)者們用科學(xué)創(chuàng)新的精神,不斷突破,一路“降妖除魔”,終于在今年3月實(shí)現(xiàn)了隧道的雙線貫通。工程在盾構(gòu)機(jī)適用性配置、孤石及基巖凸起處理、高頻次帶壓開倉以及衡盾泥保壓綜合技術(shù)、海底聯(lián)絡(luò)通道冷凍法施工等6項(xiàng)施工技術(shù)方面進(jìn)行了探索,取得了突破性技術(shù)創(chuàng)新成果。
