近日,濟南軌道交通4號線迎來了“軌通”的關鍵節點,宣告具備全線試車基礎條件。而此前的4月30日,全線施工難度極大、工期最緊的硬巖區間——“山師東路站至山大路站區間”雙線貫通,則標志著這條串聯濟南東西城區的“大動脈”全線“洞通”,是實現后續“軌通”以及電通、聯調聯試、熱滑等節點的關鍵一步。從硬巖鏖戰到溶洞穿行,從涉鐵攻堅到泉水守護……濟南軌道交通盾構團隊,攜手中鐵十八局等10多家央企組建的4號線“盾構鐵軍”,以科技創新為劍、匠心為盾,在全線長達40多公里地下長廊中鐫刻出中國基建的硬核力量,構造出濟南交通的“地下城市脊梁”,先后多次攻克世界級的盾構難題,不僅承載著千萬市民的出行期盼,更成為濟南強省會建設的強力引擎。磨進
成功攻克百余兆帕的硬巖
濟南軌道交通集團建投公司盾構管理部負責人鄧小杰告訴記者,4號線全線地質條件復雜,其中山大路站至燕山立交橋東站區間是連續穿越硬巖地質最長的區間,全長達1793.7米。該區間需穿越燕山立交橋樁群,盾構隧道與橋梁樁基最小水平距離僅20厘米,最小垂直距離僅10厘米,對盾構機掘進的精度要求極高,稍有不慎便可能引發橋體沉降或隧道變形。全線下穿城市主干道,地面交通繁忙,穿越地層為全風化閃長巖、強風化閃長巖、中風化閃長巖、斷層角礫夾泥、角礫巖等,地質條件復雜,掘進難度極大。
面對硬巖地層,盾構團隊創新盾構機設計,采用“隧道自動導向系統+人工測量輔助”的模式監測盾構姿態,增強刀盤的剛度和耐磨性,優化螺旋機與主驅動,提升硬巖掘進效率。同步注漿與二次雙液注漿結合,有效穩定了土體,最終提前完成全線貫通任務。
山山區間(山師東路站至山大路站)更是硬巖集中的地方,盾構機要穿越中風化石灰巖及閃長巖地層,最高強度可達120兆帕,且該區間鉆孔見洞率達26%,局部區域巖溶發育強烈,還需下穿排水箱涵、密集管線等敏感區域,極易出現盾構機栽頭、換刀塌方、沉降等風險,安全風險極高。為保證在超硬巖層的掘進速度,盾構機刀盤選用有較強剛度和強度的“6主梁+6副梁”結構設計形式,增強刀盤在硬巖掘進時的耐磨性,盾構機的螺旋機及主驅動等關鍵部位也作了針對性設計,優化掘進參數,以確保掘進工效,最終成功解決了問題。
“在巖石最硬的區域,盾構機發出奮進的怒吼,各種刀具像牙齒啃硬骨頭一樣,一點點地啃掉硬巖、孤石,甚至干脆‘磨進’,用極大的勇氣,最終突破了硬巖阻擋,成功打通了全線最后一段隧道……”鄧小杰說。
穿越
在“地質博物館”中鑿通隧道
4號線泉城公園站至千佛山站區間,是國內首個穿越泉域巖溶區的地鐵區間,溶洞見洞率達70%,形如蜂巢。“盾構鐵軍”依托超前地質預報技術,對溶洞群進行三維掃描,進行預處理,并采用土壓平衡盾構機防止地面塌陷。另一處復雜地質位于省體育中心站至泉城公園站區間,該區間穿越千佛山斷裂帶及上軟下硬復合地層,面對裂隙水豐富的全風化閃長巖地層,盾構團隊沒有被眼前的困難嚇倒,而是積極開展技術攻關,在濟南首次采用“Z”形雙螺旋盾構機,消除了噴涌風險,大幅提升了施工效率,最終成功解決這一工程難題。
在濟南西站至大楊站區間,盾構機需要連續下穿“三高一地”(三條高鐵,一條地鐵),高鐵軌道沉降標準為毫米級,同時要面對近距離下穿既有運營1號線隧道及高埋深富水地層接收等疊加風險,施工難度及風險極高。建設者引入四道盾尾刷密封技術、克泥效工法、組合式端頭加固+鋼套筒接收,結合智能監測系統,采用科學的模式掘進,有效控制地層變形,成功實現“零沉降”穿越及安全接收,攻克了這一國內罕見的施工難題。同時,盾構團隊創新應用“WSS水平補充注漿+始發洞門雙密封裝置”,攻克高富水地層涌水涌砂風險,確保盾構機及頂管安全穿越敏感地層。
盾構施工,技術是根基。濟南軌道交通集團建投公司副總工程師邢慧堂說:“只有依靠先進技術、創新突破和精細管理,才能確保盾構機安全、高效掘進。”建設者運用地質雷達、超前鉆探等多種手段,對盾構前方地層進行細致勘察,提前掌握地質信息,優化設計方案,量身定制盾構機,精確控制掘進參數。在遇到復雜地層時,利用智能監測系統,實時收集盾構機的姿態、推力、扭矩等數據,通過數據分析及時調整掘進策略,保障盾構機始終沿著預定軌跡安全前行,提高工程質量、降低施工風險。
看著4號線全線“洞通”和“軌通”的豐碩成果,鄧小杰感慨萬千:由成百上千名建設者組成的濟南“盾構鐵軍”,是地鐵建設的“幕后英雄”,他們用拼搏的汗水詮釋著責任與擔當,面對層層險阻“不畏難、勇向前”,攻克了一個又一個難題,為4號線全線通車奠定了堅實基礎。這一個個成績的背后,凝聚著盾構管理團隊的心血和汗水。下一步,他們將繼續發揚勇毅攻堅的精神奮勇向前,奔赴新的地鐵盾構陣地,繼續潛伏在十幾米深的地下,為更多地鐵線路的貫通持續奮斗……(濟南日報·愛濟南記者戴升寶)