攻克世界級地質難題 南京寧和城際最復雜路段雙線全面貫通

發布日期：2016-07-07來源：新華網編輯：宋珍珍

[摘要]

　　日前，素有“地下蛟龍”之稱的盾構機從寧和城際TA03標右線接收井內破土而出，標志著寧和城際城南段地質條件最為復雜的鐵心橋—春江路站區間(簡稱“鐵—春區間”)雙線全面貫通。

　　在整個施工過程中頻頻遭遇地下“世界級難題”，地下工程建設者們正憑著“軟實力”突破“硬限制”，“啃”下了包含“癌癥區域”在內的這塊硬骨頭。

　　遭遇“世界級難題”

　　正在建設的寧和城際一期，是南京第三條過江地鐵線，也是江北新區獲批后將最早開通的過江軌道交通項目。該線路全長37.53公里，連接南京主城、江北副城、橋林新城，共有19個車站。遠期，該城際將延伸至安徽和縣，成為南京都市圈軌道交通線網的重要組成部分。

　　寧和城際一期建設分為“河西試驗段”、“江北段”、“江南段”三個部分。其中“河西試驗段”年初已經貫通;“江北段”起于天保路站，終點在浦口黃里，去年底開工建設，土建工程要持續到明年6月;“江南段”從永初路站到南京南站的土建工程2015年9月開工。

　　“江南段”TA03標(一站一區間) 在2012-2014年間，僅用25個月，完成了45.2公里的寧天城際一期工程建設，創造了國內一次性建設開通里程最長的城市軌道交通工程的紀錄。

　　TA03標的鐵心橋站—春江路站盾構區間(以下簡稱鐵—春區間)，同樣面臨的是“世界級難題”，中鐵電氣化局集團有限公司硬是在“豆腐里打洞”、“石頭上面挪豆腐”，用“軟實力”突破“硬限制”，“啃”下了包含“癌癥區域”在內的這塊硬骨頭。

　　據介紹，鐵—春區間，雙線全長2564米，盾構自2015年7月20日始發。這條隧道也是寧和城際一期江南段開工的第一條隧道，埋深15米，直徑6.2米。該區間地層起伏多變，也是寧和城際城南段施工條件最艱難的區段。其中上軟下硬地層占全線的36.5%，地下水極其豐富，極為不利于盾構施工。

　　尤其是在春江路與江淮路交叉口以西的140米范圍的凹溝段，地質條件極其復雜。經調查，該區域下方為古河道，隧道洞身處于典型的上軟下硬地層，上部為南京地區特有的卵礫石夾粉質黏土，且上部建筑物稠密但房屋基礎薄弱，不利于盾構施工，對沉降要求更是極高。國內知名專家多次研討后，一致認為，該區域屬于盾構施工的“癌癥區域”，且截止目前，在全國范圍內，屬于首例，無任何經驗可以借鑒。

　　三大“攔路虎”擋在面前

　　鐵心橋地面一帶，沿線地面條件復雜，盾構需要經過的地面設施就有鐵心橋大街、春江路等主要干道，沿線是大量的簡易居民住宅樓、沿街商鋪、人工湖等，車流量較大、人員密集、建筑物稠密。

　　原有的地下基礎和設施占用了一定地下空間，加上許多地下管線走向和位置等信息不全，也給地下施工帶來難題。中鐵電氣化局集團有限公司的地下工程建設者們，采用兩臺海瑞克復合式盾構機進行施工，從鐵心橋大街東側的鐵心橋站(江蘇省社隊工業局對面)始發，往位于春江學校操場內的春江新城站，向西掘進。

　　施工時對建構筑物和管線的保護是重中之重。處處掣肘、瞻前顧后之下，更大的“攔路虎”還在更深的地下。“鐵～春區間”穿越地層極為不利于盾構施工，是寧和城際全線施工條件最為艱難的一段區間，同時又是制約整條線路通車的關鍵線路。區間共三大“攔路虎”地層：全斷面安山質凝灰巖、全斷面閃長玢巖、 “上軟下硬地層”(頂部為可塑-硬塑狀粉質粘土、卵礫石夾粉質粘土，下部為凝灰巖)。

　　打個比喻，上軟下硬地層施工就像是在“石頭上面挪豆腐”。這種地層占整個標段的36.5%，主要表現為上部是強度及粘聚力很低的土，手指都可以戳入土中很深，且性質分布不均勻;下部則是強度非常高(80MPa)的巖層，用錘錘擊數次方可劈開，可見上下地層強度差異之大。在這種地層中推進，盾構機需要時速時緩，對地層的擾動非常大，切割地層的盾構機刀盤的刀具更容易損壞。盾構機通過該段時卵礫石層時，也極易受到擾動塌落產生地層空洞，引起地表沉降。

　　而在全斷面巖石地層中掘進時，盾構機則是震動非常大，人站在地面上能感到明顯震動。夜間施工時，不得不通過減小刀盤轉速、推進速度，以降低對周圍居民的影響。

　　破解“石頭上面挪豆腐”難題

　　對于地下工程來說，豐富的地下水的威脅非常大，有時候甚至是致命的。

　　恰恰“鐵～春區間”在春江路與江淮路交叉口以西140米的“癌癥區域”，地層水特別豐富，主要為基巖裂隙水，部分區段下穿人工湖，其地表水對地層水補給也較為明顯。

　　如何克服這一工程難點問題的根源，確保在“幾乎不可能”的條件下安全施工?

　　在實際施工過程中，項目團隊多管齊下，采取了諸多措施，例如削弱工作面地層的穩定性，嚴格控制地面沉降，增大地面沉降的監測點位和頻率;由地面組織對地層加固施工時，先挖探坑探明和保護管線，再進行下一道工序作業等。

　　上面是軟土，下面是堅硬的巖層，對盾構機的刀盤和滾刀是相當大的考驗，最讓人擔心的就是地表沉降。

　　為了破解“石頭上面挪豆腐”的難題，控制施工風險，項目團隊地面上鉆孔注漿加固、鋼管樁支護、隧道內嚴格控制盾構施工參數等，以確保安全。

　　盾構區間內、外，一共安裝了16個監控探頭，項目團隊24小時值班，嚴密監控盾構掘進的各項參數，并同時實時監測注漿壓力、刀盤扭矩等各項施工參數，關注各種環境監測數據，確保了盾構掘進的萬無一失。

　　施工最終歷時4個月，克服一切困難，順利通過“癌癥區域”，地面沉降控制在3mm范圍內，有效的保證地面建筑物的安全。

　　經過近一年的鏖戰，寧和城際城南段10條盾構區間已全部貫通，剩余2條正在掘進。“鐵～春區間”雙線隧道的順利貫通，也為后續鋪軌等工序提供了實質性條件，為2017年正式通車奠定了堅實的基礎。對全線施工單位起到了示范作用，提振了各參建單位的信心，對加快寧和城際軌道交通一期工程的建設起到了良好的推動作用。

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