279把刀具切割硬似鉆石的巖層，維修時(shí)得請(qǐng)專(zhuān)業(yè)潛水員戴著呼吸面罩進(jìn)艙更換；刀盤(pán)前進(jìn)的驅(qū)動(dòng)力相當(dāng)于280臺(tái)特斯拉同時(shí)開(kāi)足馬力，行進(jìn)誤差卻必須控制在毫米級(jí)；最難走的區(qū)域每走100米就有40米的溶洞，可謂險(xiǎn)象環(huán)生……
這是武漢市和平大道南延線工程所面臨的困難。2021年9月10日盾構(gòu)機(jī)“和平號(hào)”始發(fā)時(shí)，該項(xiàng)目曾創(chuàng)下了三項(xiàng)“全國(guó)之最”：國(guó)內(nèi)最大單洞雙層城市道路隧道、采用內(nèi)陸最大直徑盾構(gòu)機(jī)施工、克服國(guó)內(nèi)最復(fù)雜的施工環(huán)境條件。
(資料圖片)
6月22日，湖北日?qǐng)?bào)全媒記者從武漢城建集團(tuán)獲悉，和平大道南延項(xiàng)目盾構(gòu)工程已完成整體進(jìn)度的60%，將于今年10月前實(shí)現(xiàn)貫通，2023年全線建成通車(chē)。
盾構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)幾乎不見(jiàn)泥點(diǎn)
在該項(xiàng)目工地，乘坐直達(dá)電梯來(lái)到地下約30米深處，可以看到直徑約16米、高近四層樓的隧道已經(jīng)成型，四壁用淺灰色的管片拼裝成一圈圈圓環(huán)，往前延伸，如同一條長(zhǎng)蛇蜿蜒于地底，一眼望不見(jiàn)頭。工人們正在建設(shè)中板，將隧道分隔為上下兩層車(chē)道。
武漢城建集團(tuán)建設(shè)管理有限公司副總經(jīng)理黃永華介紹，“單洞雙層”是指用一臺(tái)盾構(gòu)機(jī)掘出一條隧道，分為上下雙層，均可走車(chē)。“本項(xiàng)目上下兩層可滿(mǎn)足雙向六車(chē)道通行，規(guī)模居全國(guó)之最。”為了建成這樣的隧道，武漢城建集團(tuán)特地定制了一臺(tái)名為“和平號(hào)”的盾構(gòu)機(jī)，長(zhǎng)136米、重4700噸，開(kāi)挖直徑16.03米，創(chuàng)全國(guó)內(nèi)陸地區(qū)盾構(gòu)機(jī)直徑之最。
記者注意到，不同于其他盾構(gòu)機(jī)施工現(xiàn)場(chǎng)，這里的環(huán)境干凈整潔，連泥點(diǎn)也很少見(jiàn)到。“盾構(gòu)機(jī)挖出的泥土、石塊都到哪里去了？”
“‘和平號(hào)’采用泥水平衡盾構(gòu)法，挖出來(lái)的泥土、石塊直接粉碎成泥漿，從這條管道輸送出去了。”黃永華指著隧道內(nèi)兩根一米來(lái)寬的管道說(shuō)，一條管道進(jìn)水，一條管道出漿。這一作業(yè)方法不僅讓施工現(xiàn)場(chǎng)干凈，還提高了作業(yè)精細(xì)度，因此多用于穿江穿湖及地質(zhì)條件較為復(fù)雜、盾構(gòu)直徑較大的隧道。“其他隧道多采用土壓平衡法，挖出來(lái)的泥土石塊直接用平板車(chē)拖走，所以滿(mǎn)是泥濘。”
盾構(gòu)機(jī)形如“太空飛船”
在地底乘電瓶車(chē)前行約15分鐘，方才見(jiàn)到“和平號(hào)”，遠(yuǎn)看如同一艘通體白色的“太空飛船”，航行于漆黑的地底，科技感十足。
武漢城建集團(tuán)建設(shè)管理有限公司一級(jí)經(jīng)理袁亮介紹，“和平號(hào)”由四部臺(tái)車(chē)組成。其中一號(hào)臺(tái)車(chē)如“龍頭”，負(fù)責(zé)向前掘進(jìn)；二、三號(hào)臺(tái)車(chē)是“龍身”，負(fù)責(zé)施工，不斷從后方運(yùn)來(lái)管片和箱涵，拼裝成隧道的外殼和內(nèi)膽；四號(hào)臺(tái)車(chē)是“龍尾”，負(fù)責(zé)供應(yīng)水、電、氣等。
進(jìn)入一號(hào)臺(tái)車(chē)的頭部，只見(jiàn)直徑約16米的巨型刀盤(pán)，正在22臺(tái)電驅(qū)千斤頂?shù)尿?qū)動(dòng)下緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)。袁亮介紹，刀盤(pán)的另一側(cè)裝有279把刀具，分為滾刀、刮刀、邊刮刀和撕裂刀等不同類(lèi)型，跟著刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)，不斷將前方地底的巖石刮破、撕裂、剝落。被挖下來(lái)的泥土和石塊被粉碎成泥漿后運(yùn)出。然后，盾構(gòu)機(jī)再由邊緣56臺(tái)千斤頂頂推前行，周而復(fù)始……
56臺(tái)千斤頂一同發(fā)力，相當(dāng)于280臺(tái)特斯拉同時(shí)開(kāi)足馬力。而在地底駕馭這樣一頭“鋼鐵巨獸”向前行走，精度誤差卻不能超過(guò)50毫米。“整個(gè)盾構(gòu)機(jī)前后、四壁都設(shè)了激光導(dǎo)向靶，時(shí)刻監(jiān)控方位數(shù)據(jù)并不斷調(diào)整參數(shù)，確保始終在預(yù)定軌道上行進(jìn)。”
維修刀具需專(zhuān)業(yè)潛水員上場(chǎng)更換
“和平號(hào)”的另一挑戰(zhàn)，是要連續(xù)穿越石英砂巖、硅質(zhì)巖、灰?guī)r、泥質(zhì)砂巖、泥巖、頁(yè)巖等17種地層，不僅轉(zhuǎn)換頻繁，而且其中最硬的石英砂巖強(qiáng)度高達(dá)197兆帕，僅次于鉆石（200兆帕）。
“這導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)的刀盤(pán)、刀具磨損嚴(yán)重，最頻繁時(shí)幾乎一個(gè)月就要做一次檢修和更換。”黃永華介紹，因“和平號(hào)”采用泥水平衡式盾構(gòu)法，刀盤(pán)前方的氣壓達(dá)到了4.5個(gè)大氣壓，即正常環(huán)境的4.5倍，普通工人根本無(wú)法承受。為此，項(xiàng)目部聘請(qǐng)專(zhuān)業(yè)潛水員，戴著呼吸面罩才能進(jìn)艙維修。“進(jìn)艙時(shí)，潛水員要加壓十幾分鐘，出艙作業(yè)80分鐘后必須返回，并減壓2.5小時(shí)才能出來(lái)。整個(gè)過(guò)程中，專(zhuān)業(yè)醫(yī)生必須全程待命，危險(xiǎn)系數(shù)極高。”
此外，“和平號(hào)”還要通過(guò)一段長(zhǎng)約730米的灰?guī)r地段，其巖溶發(fā)育強(qiáng)烈，見(jiàn)洞率達(dá)到了40%以上，相當(dāng)于每掘進(jìn)100米就有40米是溶洞。而且該地段地面房屋密集，無(wú)法對(duì)溶洞進(jìn)行探測(cè)和預(yù)處理。“如果盾構(gòu)機(jī)不小心挖進(jìn)了溶洞里，后果不堪設(shè)想。”
為此，“和平號(hào)”在國(guó)內(nèi)首次在盾構(gòu)機(jī)上采用了超前物探系統(tǒng)和鉆注一體式超前地質(zhì)鉆機(jī)。掘進(jìn)時(shí)，超前物探系統(tǒng)可以不斷發(fā)射超聲波，檢測(cè)前方區(qū)域的地質(zhì)狀況，一旦發(fā)現(xiàn)有溶洞會(huì)馬上叫停。隨后，盾構(gòu)機(jī)頭部會(huì)伸出鉆機(jī)，往溶洞里注入混凝土漿，待混凝土將溶洞填滿(mǎn)、凝固后，盾構(gòu)機(jī)才在混凝土上繼續(xù)掘進(jìn)。
據(jù)介紹，該隧道還與已投入運(yùn)營(yíng)的武漢地鐵5號(hào)線平行布設(shè)，最小平面投影距離僅10米；隧道下穿武昌古城，沿線500余座老舊民房基礎(chǔ)薄弱、自身穩(wěn)定性差，且不具備地面加固條件。因此，整個(gè)項(xiàng)目對(duì)盾構(gòu)施工精度、沉降要求極高，成為國(guó)內(nèi)施工技術(shù)含量和難度最大的項(xiàng)目之一。
（鏈接）武昌三大主干道有望疏通“腸梗阻”
湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 成熔興
武昌蛇山位于長(zhǎng)江東岸，因綿亙蜿蜒、形如伏蛇而得名。其頭臨大江，尾插鬧市，在中山路截?cái)嗔撕推酱蟮溃蛊涑蔀椤皵囝^路”，導(dǎo)致從中山路到張之洞路必須繞行臨江大道，徒增4.1公里車(chē)程。和平大道南延線建成后，北接和平大道，南連武金堤路，全長(zhǎng)3042.5米，雙向六車(chē)道，設(shè)計(jì)時(shí)速50公里。屆時(shí)，車(chē)輛走隧道從中山路到張之洞路，5分鐘即可直達(dá)，可有效緩解武昌東西順江方向的交通壓力。
武漢城建集團(tuán)建設(shè)管理有限公司相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，武漢江南片區(qū)的主干道均按東西順江方向，由北向南平行布設(shè)，分別是臨江大道、和平大道、友誼大道、團(tuán)結(jié)大道和中北路—中南路。受山水阻隔及城市發(fā)展影響，幾乎每條道路都存在“腸梗阻”現(xiàn)象。
作為武漢城市建設(shè)的平臺(tái)企業(yè)，近年來(lái)，武漢城建集團(tuán)先后承接了臨江大道、和平大道和友誼大道三條主干道的改造提升工作，打通“斷頭路”，并實(shí)施快速化改造。“尤其是和平大道北、中、南三段完成建設(shè)與改造后，將形成北起東三環(huán)、南至武金堤的大通道，成為武漢江南片區(qū)首條貫穿市域的主干道。”
據(jù)介紹，自2020年9月重組以來(lái)，武漢城建集團(tuán)在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)領(lǐng)域已累計(jì)投資超600億元，實(shí)施道路工程37個(gè)，新建、改造城市主干道65公里，建成三環(huán)線內(nèi)微循環(huán)路網(wǎng)（次支路）、打通“斷頭路”18條。
（文/湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 成熔興 通訊員 田立平董瑤圖/湖北日?qǐng)?bào)全媒記者 倪娜）
