4月23日,中国交建承建的福州滨海快线滨海西站至大数据站盾构区间右线盾构顺利接收,实现滨大区间双线贯通,比原计划的时间节点提前了11天。

福州滨海快线滨海西站至大数据站盾构区间以“长、大、首”为特点,该项目作为福建省首条大直径、长区间盾构隧道,采用了中交集团首台大直径土压平衡盾构机,直径达8.6米。同时项目部根据施工特点创新设计75吨电瓶车和75/30吨龙门吊,满足了单列电瓶车组即可掘进一环以及吊装27方渣土斗的需求,大大提高了施工效率,该工艺也为福建省内首次使用。
该区间地处福州市长乐区原始海滩地,其中包含上软下硬、基岩凸起、孤石、全断面硬岩等复合地层共1037米,对盾构施工精细化控制有着极高的要求,是滨海快线施工难度最大的区间之一。
击碎拦路虎,软硬“两手抓”——复合地层
盾构机在复合地层掘进时,多次遇上极度不均质地层,且区间地处原始海滩地,与传统复合地层又不完全相同,上部为富水砂层,下部则是坚硬无比的中、微风化花岗岩,局部又夹杂着石英含量极高的强风化岩层,在推进过程中出现“喷涌”“滞排”与开仓过程“气压泄露”等问题的风险较大。

项目团队针对渣土改良、注浆材料工艺优化、泥膜材料配比试验等方面,多次组织开展研讨会并咨询专家,并配置三组值班人员24小时不间断反馈监控数据与地面隧道情况,同时由带班领导实时组织开展梳理会,不断从”难题“中寻找动态平衡。
局部孤石硬度和强度较高且处于软土之中,伴随着掘进作不规则运动,将导致刀具发生严重的磨损和损坏,容易使掘进工作出现停息情况。为此,项目部尝试使用“微差挤压爆破”“密集钻孔”“旋挖取孤石”等典型处理孤石的方式,同时优化查换刀设置点。在保障盾构掘进安全、确保施工进度的同时,为“跨过孤石阵”提供了较为丰富的施工经验。
穿透千层山,敢啃“硬骨头”——全断面硬岩
滨大区间全断面硬岩掘进长达688米,岩石强度普遍在100~150兆帕,盾构掘进困难重重。且区间盾构设备为复合型设备,不具备豆砾石吹填性能,传统同步注浆施工工艺在硬岩中容易引起管片上浮、填充不饱满、浆液回流土仓等情况。
项目团队采取“知己知彼、对症下药”的方法,确保硬岩段盾构施工安全、高质、高效地掘进。首先利用每环工序衔接时间,由盾构司机与查换刀队伍共同进土仓检查掌子面及刀具磨损情况;其次安排机电人员对磨损超限刀具进行二次复核;最后依据刀具管理制度,及时更换刀具与调整滚刀位置,防止出现“卡盾体”的现象且减少损耗。

为提高成型管片质量,项目部配备跟机技术员实时盯控二次注浆浆液质量、压力控制,同时采用分级注浆、间隔排水、定期开孔检查形式,逐步填充管片壁后间隙。
越过泥泞路,确保“安全行”——浅覆土
在隧道即将迎来贯通的曙光时,项目部又遇上了“泥泞路”,掘进又迎来新挑战。区间浅覆土地层约有310米,洞身底部为密实的残积土层且部分基岩已侵入隧道,洞身上覆土至地面是极具透水能力的粉细砂层,最小覆土厚度仅5.5米。掘进中可能造成地表沉降、管片上浮及螺旋机喷涌等情况,严重时还可能出现地面河底塌陷、河水灌入隧道,安全管控难上加难。

项目团队把过程控制与动态调整作为盾构机顺利越过泥泞路的必备条件,用“三剂良方”保障此次盾构的“安全行”。一是精细化控制渣土改良,根据浅覆土地层特点,提前试验配比剥离剂与泡沫剂最优配合比。二是推进时建立土压平衡,掘进通过期间,保持土仓压力与掌子面水土压力平衡,控制进尺量与出土量均衡,控制注浆压力与水土压力平衡。三是24小时无间隙值班,成立24小时领导带班专人地面巡查小组,每日关注掘进过程中的参数变化,同时监测洞内成型管片及地表沉降的情况,全方面确保施工安全。
区间左右线先后顺利完成浅覆土地层施工,很好地控制了管片错台偏差及降低渗漏水概率,同时地表沉降变形相对安全稳定,无事故发生。
滨海快线作为福建省重要的城际轨道交通线路,串联着铁路、空港及城市轨道交通网。该线路建成后,可实现福州市中心至滨海新城30分钟内通达,福州火车站至机场40分钟通达,助力实现闽东北协同发展区中心城区1小时交通圈。
林仁智
林仁智