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  • "万里长江公铁第一隧"掘进中——在江底遇到了什么

    时间:2018-04-21 15:31:22  来源:湖北日报  作者:

    图为:地铁7号线三阳路越江隧道右线贯通。(湖北日报全媒记者 倪娜 摄)

    武汉地铁7号线一期原计划2017年底开通试运营,但2017年年初,通车时间调整,主要原因是越江隧道施工进度滞后。

    7号线一期越江隧道被誉为“万里长江公铁第一隧”。2016年国庆节期间,中央电视台《超级工程Ⅱ》纪录片第一集《中国路》曾聚焦报道。这一“超级工程”,在长江江底遇到了什么?4月20日上午,记者多方采访,揭秘背后故事。

    复杂地质:“上软下硬”+遇水膨胀泥岩

    两年更换刀具4000多把

    武汉地铁集团二级项目经理倪正茂介绍,盾构机始发不久,就遇到复杂地质:在长约1360米的江底下,同时分布着强度极高的砾岩和黏性极大的泥岩,两者如同“钻石层”和“年糕团”,一方面快速磨损盾构机的刀具,另一方面又结成泥饼贴在刀盘上,大大增加盾构机地下切割的难度。

    分布断面最宽处超过13米,超过盾构机面积80%,给施工带来极大的困难。统计数据显示,从2016年11月开始,盾构机掘进速度由每天8环16米快速下降,到2017年6月,长时间出现1天仅能掘进1环2米的情况。

    “上软下硬”地层,以前越江施工中也遇到过,但7号线盾构机太大,施工难度呈几何级数放大。

    项目部院内,摆放着一排排废弃的刀具,都有不同程度损坏:150公斤的圆形滚刀被磨成方形,60公斤的刮刀被磨成秃刀,有些甚至硬生生地折断……项目部负责人介绍,从盾构始发至今,两年时间里,累计更换4000多把刀具。

    为破解长江隧道独有的地质层对盾构机造成的影响,武汉地铁集团邀请中国科学院院士孙钧、中国工程院院士钱七虎、陈湘生及国外著名盾构专家组成专家团队剖析难题。根据专家建议,进行4项革新,一是调整刀具配置,使切、削、刮、磨更加有效;二是向刀盘注入化学药剂,消解泥饼;三是增加流量加快对刀盘的冲洗;四是增加工业气,阻止渣土在刀盘面板上黏连,缓解泥饼产生。

    2017年8月6日,经过两个月改造后的盾构机开始复推,当天掘进4环8米,众人击掌相庆。

    此后,盾构机掘进速度不断提升,逐步恢复常态。

    突发险情:盾构机被击穿,灌进水和砂

    潜水员进入法兰罐找原因

    2017年8月11日,盾构机在江底掘进,现场工人们听到很大的水响声。

    怎么会有水声?出了什么问题?

    情急之下,工人们立刻关闭盾构机仓门,将盾构机刀盘及其后的法兰罐与后方隧道隔离。

    短短1分钟时间,整个345立方米大的法兰罐就被江水和江砂灌满,“要不是仓门关闭及时,后果不堪设想!”项目部负责人惊出一身冷汗。

    接下来的3天,潜水员多次进入法兰罐内,终于找到原因。原来,坚硬的砾岩层在盾构机刮刀强大压力作用下产生反作用力,将刮刀刀桶螺栓拉断,导致刀桶直接弹进法兰罐内,盾构机被击穿,江水、江砂立刻涌进罐内。

    “这是之前从未遇到的情况……没人会信,这么大的盾构机,怎么可能会被石头打掉刀桶?”倪正茂说。

    最终,脱落的刀桶重新被固定,法兰罐内的水和砂也被清走,盾构机掘进恢复正常。

    吃一堑,长一智,考虑到江底砾岩硬度超普通混凝土三四倍,为杜绝类似突发状况发生,盾构机每推进5环10米,工作人员就要检查一次刮刀刀桶螺栓。

    为确保万无一失,技术人员决定在刮刀后方加一层保护罩,“哪怕刮刀螺栓断裂,刀桶反弹后被保护罩挡住,也不会完全弹退至法兰罐内,从而在盾构机上形成一个窟窿。”

    保护罩安装上去后,很快显示出其威力。2018年1月12日,左线隧道施工过程中,再次发生刮刀螺栓断裂。由于安装了保护罩,刀桶未全部弹出,没有造成法兰罐浸没的情况,仅用4个小时,盾构施工恢复正常,工程风险化解于无形之中。(湖北日报全媒记者 汪洋 通讯员 常敏 袁永华)

    (责任编辑:陈剑)

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