特約記者〡

穿越最復(fù)雜水下溶洞區(qū)

長沙地鐵3號線一期工程阜埠河站至靈官渡站區(qū)間成功穿越目前國內(nèi)最長最復(fù)雜水下溶洞區(qū)，開創(chuàng)了國內(nèi)同類工程施工先河，這也標(biāo)志著長沙地鐵已成功攻克3號線一期工程控制性難點(diǎn)，為3號線一期工程開通試運(yùn)營奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

阜埠河站～靈官渡站區(qū)間線路總長2.65公里，盾構(gòu)施工中須穿越湘江、溶洞發(fā)育區(qū)和斷裂帶，區(qū)間線路長、工期緊、地層及周邊環(huán)境復(fù)雜。湘江巖溶發(fā)育區(qū)位于國家5A級景區(qū)橘子洲梅園內(nèi)及湘江西河汊，地處湘江水源二級保護(hù)地帶，總長為323米，主要為3億年前泥盆紀(jì)形成的石灰?guī)r及白堊紀(jì)形成的砂礫巖。該施工區(qū)域地質(zhì)復(fù)雜，號稱“地質(zhì)博物館”。巖溶區(qū)宛如一個巨大的蜂巢，溶洞見洞率高達(dá)80.6%，是普通巖溶區(qū)見洞率的幾倍，平均每隔1米就有一個溶洞，為國內(nèi)外罕見。整個橘子洲巖溶區(qū)溶洞及溶蝕空洞分布位置及深度無規(guī)律，構(gòu)造形態(tài)不同，大都為多層溶洞或多層溶蝕空洞，溶洞埋深最淺的為2.5米，溶洞最大洞高達(dá)22.46米，相當(dāng)于8層樓高。

這是長沙地鐵施工中難度最為集中、巖溶地質(zhì)最為復(fù)雜的區(qū)間，下穿區(qū)段地層變化大，埋深大，水頭壓力高，必須保證盾構(gòu)機(jī)下穿湘江過程中不能出現(xiàn)冒頂、主軸承密封擊穿、隧道進(jìn)水等問題。

面對巨大施工風(fēng)險，長沙地鐵組織各方在設(shè)備選型、水上巖溶處理等方面做了大量工作。為了適應(yīng)高水壓、長距離、大埋深和湘江復(fù)雜水下巖溶發(fā)育區(qū)的施工，有效控制地面沉降，保護(hù)好湘江水資源環(huán)境，項(xiàng)目選用了國內(nèi)自主技術(shù)的泥水平衡盾構(gòu)。

同時，長沙地鐵成立科技攻關(guān)小組，與中南大學(xué)聯(lián)合，開展設(shè)計、施工研究與科技攻關(guān)，并聘請國內(nèi)知名專家對盾構(gòu)穿越巖溶發(fā)育地段風(fēng)險進(jìn)行多次反復(fù)論證，最終確定了水上鋼平臺江面注漿施工方案。江面搭設(shè)固定平臺直接處理，縮短了施工工期，減小了行洪和環(huán)保的影響。通過搭建近六千平方米的施工平臺，將溶洞處理由水上施工化為“陸地”施工等系列方案，有效解決了水下溶洞注漿處理的技術(shù)難題。江面注漿所在區(qū)域?yàn)橄娼幢Ｗo(hù)區(qū)，長沙地鐵開發(fā)溶洞復(fù)雜地層成孔新技術(shù)，同時通過對各種注漿材料的檢測、分析及實(shí)驗(yàn)，既起到很好的加固效果，又避免了對江水的污染。

在掘進(jìn)過程中，長沙地鐵組織施工單位聯(lián)合中南大學(xué)，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)演盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，有效指導(dǎo)盾構(gòu)后續(xù)地層參數(shù)設(shè)定；通過加強(qiáng)渣樣對比分析、嚴(yán)格控制泥漿指標(biāo)等措施，對掘進(jìn)參數(shù)不斷總結(jié)和優(yōu)化；嚴(yán)格控制同步注漿，保證注漿壓力和注漿量，及時跟進(jìn)二次注漿，提升盾構(gòu)掘進(jìn)管控水平。在盾構(gòu)穿越整個巖溶區(qū)的過程中，盾構(gòu)姿態(tài)控制良好，未出現(xiàn)盾構(gòu)“栽頭”和“陷落”等重大風(fēng)險情況。

3號線一期工程阜埠河站至靈官渡站區(qū)間隧道全長約2650米，是長沙地鐵史上首次采用泥水平衡盾構(gòu)施工的區(qū)間，也是全國首個長距離水下溶洞區(qū)盾構(gòu)施工的區(qū)間。此次盾構(gòu)成功穿越溶洞區(qū)填補(bǔ)了長沙地鐵泥水平衡盾構(gòu)機(jī)使用的空白，對今后相同條件下的盾構(gòu)施工技術(shù)管控具有重要意義，也為類似水下溶洞區(qū)的加固和泥水平衡盾構(gòu)機(jī)的使用提供了寶貴堅實(shí)的工程經(jīng)驗(yàn)。

水上鋼平臺圖

下穿重疊既有運(yùn)營線路

兩條地鐵線路位置之間有多少種關(guān)系？最常見的一種就是兩條線路交叉，誕生了大家所熟知的換乘站。例如長沙地鐵的1號線與2號線在五一廣場站“十”字相交，還有就是3號線與1號線在換乘站侯家塘站相重疊。

長沙地鐵3號線一期工程靈官渡站～侯家塘站區(qū)間～東塘站區(qū)間總長約2.04公里，與1號線在此盾構(gòu)區(qū)間中有近900米的重疊施工段，3號線盾構(gòu)施工需下穿已運(yùn)營的1號線。其中，靈官渡-侯家塘區(qū)間需下穿1號線重疊段約721米，侯家塘站-東塘區(qū)間重疊段約114米。侯家塘站接收及始發(fā)段均為重疊段，區(qū)間隧道與1號線區(qū)間最小豎向凈距僅為5.5米，地面上是繁忙的勞動西路，其盾構(gòu)施工難度在長沙地鐵乃至全國尚屬首例。這也是國內(nèi)盾構(gòu)施工首次長距離下穿重疊既有運(yùn)營線路。

施工期間，為保證3號線盾構(gòu)的安全掘進(jìn)與1號線的安全運(yùn)營，長沙地鐵充分做好各項(xiàng)安全措施。在下穿地鐵1號線前，組織3號線建設(shè)公司、運(yùn)營公司以及相關(guān)參建單位人員多次深入地鐵1號線隧道進(jìn)行全面排查，針對可能發(fā)生的滲漏水及裂縫情況做好加固和應(yīng)急預(yù)案。另外嚴(yán)格控制盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)，確保通過時不出現(xiàn)機(jī)械故障。同時及時多次進(jìn)行二次注漿，注漿點(diǎn)主要集中于拱頂部位，嚴(yán)格控制注漿量和注漿壓力，最大限度降低施工風(fēng)險。

目前，長沙地鐵3號線靈官渡站-侯家塘站區(qū)間雙線已成功下穿1號線，侯家塘站-東塘站區(qū)間左線也已完成下穿，右線將于2018年3月1日盾構(gòu)始發(fā)。

還要攻克哪些難題？

除了穿越幾億年形成的溶洞區(qū)和已運(yùn)營的地鐵1號線，長沙地鐵3號線還需要攻克哪些難題？

下穿武廣高鐵瀏陽河隧道。湘龍站-星沙站區(qū)間盾構(gòu)下穿武廣高鐵瀏陽河隧道，下穿高鐵隧道為全國首例。為盡量可能減少對高鐵隧道的影響，這也是3號線一期工程風(fēng)險控制重中之重。

下穿京廣鐵路高架橋。烈士公園東站-絲茅沖站區(qū)間盾構(gòu)下穿京廣鐵路框架橋，框架橋?yàn)樗槭瘬Q填基礎(chǔ)，下部無樁基礎(chǔ)，盾構(gòu)施工難點(diǎn)極大，這也是3號線一期工程施工控制的難點(diǎn)。

石油管線遷改。星沙文體中心站-黃興大道站區(qū)間在東七路東側(cè)有中石油西氣東輸忠武線潛湘支線，必須對該管線需做永久遷改。目前，該管線遷改工作已經(jīng)取得了巨大進(jìn)展，新改遷管道基本完成敷設(shè)，新管道與盾構(gòu)交叉的位置已經(jīng)做好了專項(xiàng)保護(hù)，預(yù)計2018年3月可正式完成此管線遷改。

3號線一期工程全長約36.5公里，起至坪塘站，穿過湘江，進(jìn)入侯家塘、東塘等城市核心商圈，與2號線、1號線分別換乘于長沙火車站、侯家塘站，止于龍角路站。工程穿越長沙市岳麓區(qū)、天心區(qū)、雨花區(qū)、芙蓉區(qū)、開福區(qū)和長沙縣，共設(shè)車站25座，全部為地下線。目前除侯家塘站在1號線施工時同步完成，剩余24個站點(diǎn)中，15座車站已經(jīng)完成主體結(jié)構(gòu)施工，22臺盾構(gòu)機(jī)正在掘進(jìn)，10個區(qū)間雙線貫通。