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武汉地铁3号线破解世界级地质难题

2015-12-28 17:11| 发布者: pride| 查看: 100| 评论: 0|原作者: pride

摘要: 历经3年多建设、国内首条穿越汉江的地铁线路——武汉轨道交通3号线一期工程于近日正式开通试运营。谁曾想到,这条长30.1公里、多达24座地下车站、跨越六大城区的“地下交通大动脉”,在地下施工过程中遇到两次复杂地 ...
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      历经3年多建设、国内首条穿越汉江的地铁线路——武汉轨道交通3号线一期工程于近日正式开通试运营。谁曾想到,这条长30.1公里、多达24座地下车站、跨越六大城区的“地下交通大动脉”,在地下施工过程中遇到两次复杂地质难题,其中一次还是世界性罕见的。掘进黄孝河古道隧道涌水坍塌 下穿汉江碰到难缠的“膨胀性泥巴”地铁3号线破解世界级地质难题 “3号线能按期通车,真是不容易。”作为长期研究武汉三镇地质情况的专家,著名中国工程勘察大师、教授级高级工程师范士凯对此深有感触。武汉地处近代冲击平原下30多米深厚的连续流砂层,地下高压水跟长江水系连通,长江水涨、压力就高,长江水落,压力下降;汉口后湖地区存在多达二三十平方公里的深厚淤泥;汉阳、武昌白沙洲、江夏等地区则广泛分布着石灰岩、岩溶条带,地下溶洞多。这三大不良地质情况,使武汉地质复杂程度在全国罕见,堪称国内“地质博物馆”。隧道涌水20分钟生死抢险“要是撤晚了,连我自己在内的十几号人都要被埋进去。”坐在汉口赵家条站项目部的简陋活动板房里,回忆起10个多月前的那次抢险,武汉地铁集团建设事业总部副总经理温裕春仍心有余悸。今年2月10日晚,3号线惠济二路至香港路站区间右线盾构隧道在掘进过程中发生涌水、涌砂险情,引发建设大道与黄孝河路交会处局部路面沉降。隧道沉降位置地处汉口黄孝河古道及箱涵。当晚6点20分,在位于地下20米的隧道内,温裕春看到,整个盾构前面的管片正在流水,流水带着流砂一起涌进了隧道,已经漏得非常严重。现场封堵已经堵不住了,不得不撤。毕竟,人的生命高于一切。为确保施工人员安全,他当机立断:“人赶快撤!”6点40分许,当一行人刚跑到隧道洞门处,盾构机所处的隧道位置就垮了。此时,隧道顶部的地面处也随之塌陷,出现一个百余平方米的大坑。次日,全国地铁专家来汉会诊,研究制定抢险及隧道恢复施工方案。上海地铁专家表示,坚持原线路,哪怕工期延长一年,3号线也不一定能按时通车。经专家论证,方案最终放弃原线路,选择局部改线。7月13日,经过两个多月的紧张掘进,长750米的新右线隧道最终贯通。“膨胀性泥巴”困住汉江第一隧今年6月19日,汉江中突然冒出泡泡。知音桥附近汉江江滩的市民,被眼前景象惊呆了。汉江底下究竟发生了什么?此时,地铁3号线盾构隧道正在穿越汉江。原来,盾构机好不容易推进到汉江江底时,遇上了“拦路虎”:盾构机被堵在江底,推不动了。在汉江底30多米深处,出现罕见的泥岩。受此影响,盾构机每天24小时不停掘进,也只能往前推进1米,而正常速度则是每天约15米。温裕春说,3号线首次穿越汉江,遭遇世界性罕见的复杂地质隧道盾构技术难题。相比2号线“万里长江地铁第一隧”穿过的流砂层,2.3公里长的“汉江第一隧”施工难度大多了。“泥岩,就是过去的泥形成的岩石。”范士凯介绍,泥岩就是粘土岩,历经几亿年形成。泥岩属于极软岩,其矿物成分里的蒙脱土含量高,具有强膨胀性、颗粒细、粘性大的特性。这种矿物遇水膨胀,体积可扩大6倍,简直就是一种“膨胀性的泥巴”。因此,盾构机在掘进过程中,蒙脱土糊到刀盘上,容易把刀盘堵死。盾构刀盘遇到泥岩中的高含量蒙脱土,这在全国的轨道交通建设当中史无前例。为破解这一难题,来自上海、南京、广州等国内多个城市的10多位专家等应邀来武汉商讨。最终,经技术改良后的盾构机,盾构掘进速度提升到每天3米。3号线盾构隧道穿越汉江水体范围长约900多米,其中,蒙脱土层区域有100多米长。本来只需要3个月的工期,结果盾构机在汉江江底连续掘进了7个多月。10月下旬,地铁3号线穿越汉江隧道盾构成功抵达汉阳,为全线按期通车打通了“任督二脉”。
             

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