3月12日,武汉地铁12号线越江隧道凌吴村站—国博中心南站区间(以下简称凌国区间)的地下40米深处,4名作业人员配合工作两个小时,成功完成了4把重达100多公斤的刀具更换。武汉地铁二级项目经理王斌介绍,该越江区间即将实现贯通。
凌国区间越江盾构机“江城先锋号”根据武汉江底地质条件量身定制,开挖直径12.56米,相当于4层楼高,这是武汉地铁建设史上第一次采用国产大直径盾构机下穿长江。
凌国区间全长3.37公里,其中70%在水下,是武汉地铁12号线全线控制性工程。为成功在平均水深34.85米的江底开辟一条过江隧道,盾构机在长达20个月的掘进中,两次突破施工瓶颈,掌握两项超大直径盾构机关键核心技术。
突破年糕团。“所谓年糕团,就是盾构机在掘进中,遇到高黏性地层,极易在刀盘上结成泥饼,强度比砖头还硬,导致盾构机无法正常前进。”王斌说,根据武汉地铁以往越江隧道的地质条件,结合勘测,判断凌国越江盾构区间有长度约800米的全断面泥岩地层,易形成年糕团。
为此,项目部在盾构机始发前做好刀盘改进,采用大开口率刀盘,刀盘中心采用倒锥形、大环流等针对性设计。然而,实际推进400环,800米左右时,盾构机推力变大,参数异常。每推进10环,盾构机就要换一次刀具。
“越江区间不光碎石多,还有角砾土。”面对实际情况与预判存在的误差,王斌说,他们一边掘进,一边组织力量进行科研攻关。一个月时间,对刀具形状及材质进行优化,盾构机重新恢复活力,每推进30环,60米才要更换一次刀具。
打通“肠梗阻”。在隧道内,有两根直径50厘米的管道,好比盾构机的血管,一根负责向洞外输送盾构机掘进中所产生的泥砂;一根负责向洞内盾构机输送新鲜泥浆。
然而,在盾构机掘进500环,1000米时,遇到直径与管道一样大的石头,盾构机只能停下来人工清理,工效很低。
对此,项目部技术团队想到了心脏搭桥的办法,在主管道一侧加装3米长副管道,一旦主管道梗阻,就由副管道进行输送。“主管道刚疏通,副管道也堵上了。”施工方中铁隧道局项目经理史渊说,对此,他们集中技术力量研究,历经3个月,成功摸索出在P2.1泵前设置采石箱集中采集大块石头,再把大石头变小,碎成20厘米以下,保证掘进顺畅。
(袁永华摄)