中鐵十四局施工 我國(guó)地鐵盾構(gòu)首次成功穿越水下復(fù)雜溶洞區(qū)

新聞來(lái)源：國(guó)務(wù)院國(guó)資委網(wǎng)站

　　1月20日，由中國(guó)鐵建所屬中鐵十四局集團(tuán)施工的長(zhǎng)沙地鐵3號(hào)線盾構(gòu)隧道成功穿越目前國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)最復(fù)雜水下溶洞區(qū)，開(kāi)創(chuàng)了國(guó)內(nèi)同類(lèi)工程施工先河，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)水下隧道施工難度大、風(fēng)險(xiǎn)高的控制性難點(diǎn)成功攻克，為地鐵最終開(kāi)通運(yùn)營(yíng)奠定了基礎(chǔ)。

搭設(shè)水上鋼平臺(tái)

　　長(zhǎng)沙地鐵3號(hào)線穿越湘江巖溶發(fā)育區(qū)位于國(guó)家5A級(jí)景區(qū)橘子洲梅園內(nèi)及湘江西河汊，地處湘江水源二級(jí)保護(hù)地帶，總長(zhǎng)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(hào)稱(chēng)“地質(zhì)博物館”。巖溶區(qū)宛如一個(gè)巨大的蜂巢，溶洞見(jiàn)洞率高達(dá)80.6%，是普通巖溶區(qū)見(jiàn)洞率的幾倍，平均每隔1米就有一個(gè)溶洞，為國(guó)內(nèi)外罕見(jiàn)。整個(gè)橘子洲巖溶區(qū)溶洞及溶蝕空洞分布位置及深度無(wú)規(guī)律，構(gòu)造形態(tài)不同，溶洞埋深最淺的2.5米，最深達(dá)22.46米，相當(dāng)于8層樓高，每天約有4000立方米涌水。

　　“這是長(zhǎng)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，為了適應(yīng)高水壓、長(zhǎng)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(guó)內(nèi)先進(jìn)的泥水平衡盾構(gòu)?！敝需F十四局長(zhǎng)沙地鐵3號(hào)線項(xiàng)目負(fù)責(zé)人師慶彬表示。項(xiàng)目先期對(duì)溶洞區(qū)進(jìn)行地表注漿和江面注漿填充處理，溶洞區(qū)共計(jì)注漿鉆孔3000余根，注漿約8萬(wàn)立方米。

穿越湘江溶洞區(qū)示意圖

　　項(xiàng)目部成立科技攻關(guān)小組，與中南大學(xué)、山東大學(xué)聯(lián)合，開(kāi)展施工研究與科技攻關(guān)。聘請(qǐng)國(guó)內(nèi)知名專(zhuān)家對(duì)盾構(gòu)穿越巖溶發(fā)育地段風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行充分論證，最終確定了水上鋼平臺(tái)施工方案。中南大學(xué)教授、湖南省巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)陽(yáng)軍生表示，“江面搭設(shè)固定平臺(tái)直接處理，溶洞處理施工周期短，汛期影響小，對(duì)行洪影響小，施工風(fēng)險(xiǎn)低?！表?xiàng)目部通過(guò)搭建近六千平方米的施工平臺(tái)，將溶洞處理由水上施工化為“陸地”施工等系列方案，有效解決了淺溶洞區(qū)鋼管樁打設(shè)的技術(shù)難題。

　　在掘進(jìn)過(guò)程中，項(xiàng)目部聯(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)，在盾構(gòu)機(jī)內(nèi)增設(shè)超前探測(cè)鉆孔，對(duì)掘進(jìn)前方進(jìn)行至少15米的探測(cè)，有效規(guī)避了施工風(fēng)險(xiǎn)。項(xiàng)目通過(guò)加強(qiáng)渣樣對(duì)比分析、嚴(yán)格控制泥漿指標(biāo)等措施，對(duì)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(shí)跟進(jìn)二次注漿，提升盾構(gòu)掘進(jìn)管控水平。

　　此次盾構(gòu)長(zhǎng)距離成功穿越溶洞區(qū)，填補(bǔ)了泥水平衡盾構(gòu)機(jī)使用的空白，對(duì)今后相同條件下的盾構(gòu)施工技術(shù)管控具有重要意義，也為國(guó)內(nèi)類(lèi)似水下長(zhǎng)距離溶洞區(qū)條件下的工程施工提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。