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我国地铁盾构首次成功穿越水下复杂溶洞区
    
    120日,由中铁十四局施工的湖南长沙地铁3号线盾构隧道成功穿越目前国内最长最复杂水下溶洞区,开创了国内同类工程施工先河,标志着国内水下隧道施工难度大、风险高的控制性难点成功攻克,为地铁最终开通运营奠定基础。
    长沙地铁3号线穿越湘江岩溶发育区位于国家5A级景区橘子洲梅园内及湘江西河汊,地处湘江水源二级保护地带,总长为323米,主要为3亿年前泥盆纪形成的石灰岩及白垩纪形成的砂砾岩。该施工区域地质复杂,号称“地质博物馆”。岩溶区溶洞见洞率高达80.6%,是普通岩溶区见洞率的几倍,平均每隔1米就有一个溶洞,为国内外罕见。整个橘子洲岩溶区溶洞及溶蚀空洞分布位置及深度无规律,构造形态不同,溶洞埋深最浅的2.5米,最深达22.46米,相当于8层楼高,每天约有4000立方米涌水。
    “这是长沙地铁施工中难度最为集中、岩溶地质最为复杂的区间,为了适应高水压、长距离、大埋深和湘江复杂水下岩溶发育区的施工,有效控制地面沉降,保护好湘江水资源环境,项目选用了国内先进的泥水平衡盾构。”中铁十四局长沙地铁3号线项目负责人师庆彬表示。项目先期对溶洞区进行地表注浆和江面注浆填充处理,溶洞区共计注浆钻孔3000余根,注浆约8万立方米。
    项目部成立科技攻关小组,与中南大学、山东大学联合,开展施工研究与科技攻关。聘请国内知名专家对盾构穿越岩溶发育地段风险进行充分论证,最终确定了水上钢平台施工方案。中南大学教授、湖南省岩石力学与工程学会副理事长阳军生表示,“江面搭设固定平台直接处理,溶洞处理施工周期短,汛期影响小,对行洪影响小,施工风险低。”项目部通过搭建近六千平方米的施工平台,将溶洞处理由水上施工化为“陆地”施工等系列方案,有效解决了浅溶洞区钢管桩打设的技术难题。
    在掘进过程中,项目部联合中南大学,采用神经网络预演盾构掘进参数,在盾构机内增设超前探测钻孔,对掘进前方进行至少15米的探测,规避了施工风险。项目通过加强渣样对比分析、严格控制泥浆指标等措施,对掘进参数不断总结和优化;严格控制同步注浆,保证注浆压力和注浆量,及时跟进二次注浆,提升盾构掘进管控水平。
    此次盾构长距离成功穿越溶洞区,填补了泥水平衡盾构机使用的空白,对今后相同条件下的盾构施工技术管控具有重要意义,也为国内类似水下长距离溶洞区条件下的工程施工提供了经验。

来源:国资委网站
                
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