279把刀具切割硬似鉆石的巖層，維修時得請專業潛水員戴著呼吸面罩進艙更換；刀盤前進的驅動力相當于280臺特斯拉同時開足馬力，行進誤差卻必須控制在毫米級；最難走的區域每走100米就有40米的溶洞，可謂險象環生……
這是武漢市和平大道南延線工程所面臨的困難。2021年9月10日盾構機“和平號”始發時，該項目曾創下了三項“全國之最”：國內最大單洞雙層城市道路隧道、采用內陸最大直徑盾構機施工、克服國內最復雜的施工環境條件。
(資料圖片)
6月22日，湖北日報全媒記者從武漢城建集團獲悉，和平大道南延項目盾構工程已完成整體進度的60%，將于今年10月前實現貫通，2023年全線建成通車。
盾構現場幾乎不見泥點
在該項目工地，乘坐直達電梯來到地下約30米深處，可以看到直徑約16米、高近四層樓的隧道已經成型，四壁用淺灰色的管片拼裝成一圈圈圓環，往前延伸，如同一條長蛇蜿蜒于地底，一眼望不見頭。工人們正在建設中板，將隧道分隔為上下兩層車道。
武漢城建集團建設管理有限公司副總經理黃永華介紹，“單洞雙層”是指用一臺盾構機掘出一條隧道，分為上下雙層，均可走車。“本項目上下兩層可滿足雙向六車道通行，規模居全國之最。”為了建成這樣的隧道，武漢城建集團特地定制了一臺名為“和平號”的盾構機，長136米、重4700噸，開挖直徑16.03米，創全國內陸地區盾構機直徑之最。
記者注意到，不同于其他盾構機施工現場，這里的環境干凈整潔，連泥點也很少見到。“盾構機挖出的泥土、石塊都到哪里去了？”
“‘和平號’采用泥水平衡盾構法，挖出來的泥土、石塊直接粉碎成泥漿，從這條管道輸送出去了。”黃永華指著隧道內兩根一米來寬的管道說，一條管道進水，一條管道出漿。這一作業方法不僅讓施工現場干凈，還提高了作業精細度，因此多用于穿江穿湖及地質條件較為復雜、盾構直徑較大的隧道。“其他隧道多采用土壓平衡法，挖出來的泥土石塊直接用平板車拖走，所以滿是泥濘。”
盾構機形如“太空飛船”
在地底乘電瓶車前行約15分鐘，方才見到“和平號”，遠看如同一艘通體白色的“太空飛船”，航行于漆黑的地底，科技感十足。
武漢城建集團建設管理有限公司一級經理袁亮介紹，“和平號”由四部臺車組成。其中一號臺車如“龍頭”，負責向前掘進；二、三號臺車是“龍身”，負責施工，不斷從后方運來管片和箱涵，拼裝成隧道的外殼和內膽；四號臺車是“龍尾”，負責供應水、電、氣等。
進入一號臺車的頭部，只見直徑約16米的巨型刀盤，正在22臺電驅千斤頂的驅動下緩緩轉動。袁亮介紹，刀盤的另一側裝有279把刀具，分為滾刀、刮刀、邊刮刀和撕裂刀等不同類型，跟著刀盤旋轉，不斷將前方地底的巖石刮破、撕裂、剝落。被挖下來的泥土和石塊被粉碎成泥漿后運出。然后，盾構機再由邊緣56臺千斤頂頂推前行，周而復始……
56臺千斤頂一同發力，相當于280臺特斯拉同時開足馬力。而在地底駕馭這樣一頭“鋼鐵巨獸”向前行走，精度誤差卻不能超過50毫米。“整個盾構機前后、四壁都設了激光導向靶，時刻監控方位數據并不斷調整參數，確保始終在預定軌道上行進。”
維修刀具需專業潛水員上場更換
“和平號”的另一挑戰，是要連續穿越石英砂巖、硅質巖、灰巖、泥質砂巖、泥巖、頁巖等17種地層，不僅轉換頻繁，而且其中最硬的石英砂巖強度高達197兆帕，僅次于鉆石（200兆帕）。
“這導致盾構機的刀盤、刀具磨損嚴重，最頻繁時幾乎一個月就要做一次檢修和更換。”黃永華介紹，因“和平號”采用泥水平衡式盾構法，刀盤前方的氣壓達到了4.5個大氣壓，即正常環境的4.5倍，普通工人根本無法承受。為此，項目部聘請專業潛水員，戴著呼吸面罩才能進艙維修。“進艙時，潛水員要加壓十幾分鐘，出艙作業80分鐘后必須返回，并減壓2.5小時才能出來。整個過程中，專業醫生必須全程待命，危險系數極高。”
此外，“和平號”還要通過一段長約730米的灰巖地段，其巖溶發育強烈，見洞率達到了40%以上，相當于每掘進100米就有40米是溶洞。而且該地段地面房屋密集，無法對溶洞進行探測和預處理。“如果盾構機不小心挖進了溶洞里，后果不堪設想。”
為此，“和平號”在國內首次在盾構機上采用了超前物探系統和鉆注一體式超前地質鉆機。掘進時，超前物探系統可以不斷發射超聲波，檢測前方區域的地質狀況，一旦發現有溶洞會馬上叫停。隨后，盾構機頭部會伸出鉆機，往溶洞里注入混凝土漿，待混凝土將溶洞填滿、凝固后，盾構機才在混凝土上繼續掘進。
據介紹，該隧道還與已投入運營的武漢地鐵5號線平行布設，最小平面投影距離僅10米；隧道下穿武昌古城，沿線500余座老舊民房基礎薄弱、自身穩定性差，且不具備地面加固條件。因此，整個項目對盾構施工精度、沉降要求極高，成為國內施工技術含量和難度最大的項目之一。
（鏈接）武昌三大主干道有望疏通“腸梗阻”
湖北日報全媒記者 成熔興
武昌蛇山位于長江東岸，因綿亙蜿蜒、形如伏蛇而得名。其頭臨大江，尾插鬧市，在中山路截斷了和平大道，使其成為“斷頭路”，導致從中山路到張之洞路必須繞行臨江大道，徒增4.1公里車程。和平大道南延線建成后，北接和平大道，南連武金堤路，全長3042.5米，雙向六車道，設計時速50公里。屆時，車輛走隧道從中山路到張之洞路，5分鐘即可直達，可有效緩解武昌東西順江方向的交通壓力。
武漢城建集團建設管理有限公司相關負責人介紹，武漢江南片區的主干道均按東西順江方向，由北向南平行布設，分別是臨江大道、和平大道、友誼大道、團結大道和中北路—中南路。受山水阻隔及城市發展影響，幾乎每條道路都存在“腸梗阻”現象。
作為武漢城市建設的平臺企業，近年來，武漢城建集團先后承接了臨江大道、和平大道和友誼大道三條主干道的改造提升工作，打通“斷頭路”，并實施快速化改造。“尤其是和平大道北、中、南三段完成建設與改造后，將形成北起東三環、南至武金堤的大通道，成為武漢江南片區首條貫穿市域的主干道。”
據介紹，自2020年9月重組以來，武漢城建集團在基礎設施建設領域已累計投資超600億元，實施道路工程37個，新建、改造城市主干道65公里，建成三環線內微循環路網（次支路）、打通“斷頭路”18條。
（文/湖北日報全媒記者 成熔興 通訊員 田立平董瑤圖/湖北日報全媒記者 倪娜）
