永彬 胡凱 李劍
全長33.6公里的武漢地鐵6號線,下穿漢江,橫跨武昌三鎮(zhèn),其中,前進村站至馬鸚路站區(qū)間,乘客絕不會想到,這里曾經(jīng)有一大片溶洞群。
據(jù)原中鐵五局二公司武漢地鐵6號線8標項目常務副經(jīng)理陽建新介紹:“如果這片地下溶洞群沒有很好處理,車站以及這一區(qū)間,受長江豐枯水情的影響將會導致嚴重的塌陷,危及地鐵行車和人民生命財產安全?!?/p>
5月16日,在武漢地鐵6號線開通近一年半之際,我們一行再次重返現(xiàn)場,深入了解運營情況,真正弄清楚這條地鐵是如何做到固若金湯的?
困 擾
5月16日,記者來到武漢地鐵16號線新工地,實地追訪陽建新。
打開地鐵6號線8標段設計文件,剖面圖顯示,紅建路站至馬鸚路站區(qū)間地質狀況分三層,從上到下依次為砂層、粘土層和巖溶性灰?guī)r,而在巖溶性灰?guī)r里面隱藏著大大小小140多個溶洞,8標段成為6號線巖溶地帶主要分布區(qū)。
“由于離長江特別近,隨著長江豐枯水情的影響,8標地下140多個溶洞里的水位也隨著長江水位的漲落而起伏,枯水期水位下降,形成空洞,就容易造成塌陷。”陽建新分析道。
“一般處理地下溶洞類的地基,通常是給溶洞實施注漿,使其固化,但傳統(tǒng)的施工方法無法精準掌控實際情況,會給行車帶來安全風險?!标柦ㄐ抡f。因為溶洞有縫隙,傳統(tǒng)方法無法掌控注漿量,容易出現(xiàn)注漿量不足(無法有效填充溶洞、可能發(fā)生塌陷)、過量(漿液進入砂層后,造成浪費)、無法持壓(溶洞內、溶洞間通道無法填滿)等問題。
如何在這樣特殊的巖溶區(qū)進行有效可控地注漿,成了項目能否順利進行的關鍵。
“項目部從上到下,齊心協(xié)力攻克城市地鐵穿越巖溶區(qū)軟弱砂層鉆孔注漿護壁結構技術這只‘擋路虎。”陽建新介紹道。
破 局
既然往溶洞里注漿,注入的漿四處流淌,不受控制,那就想辦法讓它乖乖聽話。
項目部專門成立了“城市地鐵穿越巖溶區(qū)軟弱砂層鉆孔注漿護壁結構”技術攻關小組,通過對比國內外巖溶處理研究現(xiàn)狀,以及武漢市周邊巖溶塌陷案例進行深入分析。
通過多次研討分析,項目部找到了傳統(tǒng)施工方法注漿不受掌控的原因?!耙痪湓挘郧爸恢缾烆^往里灌,注多少,能增多少壓力都是一本糊涂賬?!标柦ㄐ抡f。
經(jīng)過仔細分析,并征詢相關地質專家意見,項目部開始在施工中開展技術攻關,從理論計算到反復試驗,最終形成巖溶處理總體施工新方案,即“結合傳統(tǒng)工藝,加入跟管設備、灌漿記錄儀和止?jié){塞?!标柦ㄐ抡f。
駕 馭
在陽建新的演示下,一個模擬操作流程清晰地展示在筆者眼前:
先用鋼套管鉆孔至巖層,再在銅套管內放入PP-R管,拔出鋼套管,保留PP-R管,為注漿和止?jié){塞提供順暢通道。采用跟管施工新工藝后,能夠盡量避免砂石漏失,基本消除了傳統(tǒng)工藝在該地層中施工存在的風險。
“通過在PP-R管中設置止?jié){塞,并在其中做一個進出漿的回路,進漿管路延伸到溶洞內部,并連接流量計,回漿管路連接壓力計和流量計,給溶洞建立一個壓力空間。通過灌漿記錄儀加止?jié){塞實時監(jiān)控施工過程中的進漿、返漿、壓力等一系列施工參數(shù)、指標,以此來判定是否達到終漿標準,讓注漿乖乖聽從指揮?!标柦ㄐ逻呇菔具吔忉?。
通過科學試驗和不斷總結,技術攻關小組用一組組科學數(shù)據(jù)降伏了城市巖溶,確保了武漢地鐵6號線8標內140多個地下溶洞全部注漿合格。一個個注滿漿的溶洞,不再成為威脅,反而成為地鐵6號線堅實的地基。
“地鐵車站巖溶處理施工技術研究”填補了特殊地質巖溶處理注漿施工技術的空白,成果被命名為“城市地鐵穿越巖溶區(qū)軟弱砂層鉆孔注漿護壁結構”,并于2016年底獲得國家知識產權局授予的國家專利。
2018年4月底,經(jīng)中國土木工程學會軌道交通分會評審,這項新技術被授予“城市軌道交通技術創(chuàng)新推廣項目”,并要求在全國軌道交通建設中推廣使用。
如今,這一新技術正越來越廣泛地應用于全國軌道交通建設戰(zhàn)線。