武漢地鐵造出世界級(jí)越江隧道
——全球權(quán)威專家學(xué)者來(lái)漢研討觀摩
圖為：2016年底6號(hào)線剛開(kāi)通不久，漢正街地鐵站“人造天空”吸引眾多游客拍照留念。（倪娜攝）
武漢，長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶上的“超大城市”，由于長(zhǎng)江、漢江的分隔，“過(guò)江難”一直是城市交通的痛點(diǎn)。
地鐵作為現(xiàn)代化、大運(yùn)量、高效率、快速便捷、綠色環(huán)保的客運(yùn)方式，被寄予厚望。
擼起袖子加油干，一年接著一年干。武漢地鐵從無(wú)到有，從線到環(huán)，從環(huán)到網(wǎng)，如今運(yùn)營(yíng)線路8條，通車?yán)锍?37公里，日均客流305萬(wàn)乘次，已經(jīng)成為眾多市民出行的首選。
武漢闊步邁向世界級(jí)地鐵城市，一個(gè)世界級(jí)越江隧道群隨之誕生！
2號(hào)線、4號(hào)線、7號(hào)線、8號(hào)線越長(zhǎng)江隧道，3號(hào)線、6號(hào)線越漢江隧道；根據(jù)規(guī)劃，未來(lái)11號(hào)線將穿越長(zhǎng)江，10號(hào)線、12號(hào)線均兩穿長(zhǎng)江、一穿漢江……由十余條越江隧道組成的“豪華陣容”環(huán)通三鎮(zhèn)，奮力突破大江大河對(duì)城市的分割和阻隔。
今日上午，由武漢市人民政府和中國(guó)城市軌道交通協(xié)會(huì)聯(lián)合主辦的軌道交通越江隧道國(guó)際論壇將盛大開(kāi)幕，來(lái)自全球各地權(quán)威專家學(xué)者將分享軌道交通越江隧道建設(shè)和運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)。
圖為：盾構(gòu)機(jī)吊裝。
地鐵超級(jí)工程攻堅(jiān)克難過(guò)長(zhǎng)江
本次國(guó)際論壇期間，參會(huì)專家學(xué)者以及各界代表將前往武漢地鐵7號(hào)線三陽(yáng)路長(zhǎng)江隧道現(xiàn)場(chǎng)觀摩。
這是世界首條公鐵合建的盾構(gòu)隧道、中國(guó)大陸在建最大直徑的盾構(gòu)隧道，曾走進(jìn)央視《超級(jí)工程Ⅱ》紀(jì)錄片，已實(shí)現(xiàn)雙線隧道貫通，標(biāo)志著7號(hào)線一期工程全線“洞通”，為年內(nèi)開(kāi)通試運(yùn)營(yíng)奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
這條越江隧道位于武漢長(zhǎng)江二橋、青島路長(zhǎng)江隧道之間，長(zhǎng)約2.6公里。其隧道管片直徑15.2米，相當(dāng)于五層樓高，是武漢地鐵2號(hào)線的兩倍多，比武漢地鐵8號(hào)線單洞雙軌隧道直徑還多3.1米；盾構(gòu)斷面195平方米，是2號(hào)線、4號(hào)線的6倍多。
業(yè)界人士介紹，世界上有多條超大直徑盾構(gòu)隧道正在建設(shè)中，但從建設(shè)周期、隧道長(zhǎng)度等因素綜合考慮，武漢地鐵三陽(yáng)路長(zhǎng)江隧道是其中的佼佼者。
中國(guó)香港屯門赤鱲角隧道是一條超大直徑盾構(gòu)隧道，盾構(gòu)直徑超過(guò)武漢地鐵7號(hào)線三陽(yáng)路長(zhǎng)江隧道。根據(jù)公開(kāi)報(bào)道，隧道開(kāi)工時(shí)間是2013年6月，啟用時(shí)間最快也要到2020年。
美國(guó)西雅圖SR99工程也涉及到超大直徑盾構(gòu)施工，盾構(gòu)直徑同樣也超過(guò)三陽(yáng)路長(zhǎng)江隧道，但施工過(guò)程中曾發(fā)生過(guò)嚴(yán)重故障，被迫更換盾構(gòu)機(jī)主軸承，耽誤兩年工期。此外，盾構(gòu)機(jī)始發(fā)時(shí)間SR99工程遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于三陽(yáng)路長(zhǎng)江隧道，截至目前，該項(xiàng)工程尚未開(kāi)通運(yùn)營(yíng)。
三陽(yáng)路長(zhǎng)江隧道2016年4月完成盾構(gòu)始發(fā)，兩年后就實(shí)現(xiàn)貫通目標(biāo)，再次彰顯武漢地鐵建設(shè)的強(qiáng)大實(shí)力。
武漢地質(zhì)條件特別復(fù)雜，此前曾被專家認(rèn)定為“不適宜修地鐵的城市”。而三陽(yáng)路長(zhǎng)江隧道面臨的最大難題，便是復(fù)雜的地質(zhì)條件——在長(zhǎng)約1360米的江底，同時(shí)分布著強(qiáng)度極高的礫巖和黏性極大的泥巖，兩者如同“鉆石層”和“年糕團(tuán)”，一方面快速磨損盾構(gòu)機(jī)的刀具，另一方面又結(jié)成泥餅貼在刀盤上，大大增加盾構(gòu)機(jī)地下切割的難度。
從2016年11月開(kāi)始，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度由每天8環(huán)16米快速下降，到2017年6月，出現(xiàn)1天僅能掘進(jìn)1環(huán)2米的情況。
這種“上軟下硬”地層，在以前越江施工中也遇到過(guò)，但7號(hào)線盾構(gòu)機(jī)太大，施工難度呈幾何級(jí)數(shù)放大。沒(méi)有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，所有人都只能摸著石頭過(guò)河。
武漢地鐵集團(tuán)二級(jí)項(xiàng)目經(jīng)理倪正茂回憶，那段時(shí)間，整夜整夜睡不著，幾乎處在崩潰的邊緣。施工方項(xiàng)目經(jīng)理王志華也說(shuō)，當(dāng)時(shí)的情況完全可以用“暗無(wú)天日”來(lái)形容。國(guó)內(nèi)其他一流施工單位也派專人前來(lái)觀摩，有人甚至悲觀地預(yù)測(cè)，這條隧道可能永遠(yuǎn)都無(wú)法打通！
殘酷的現(xiàn)實(shí)擺在面前，闊步邁向世界級(jí)地鐵城市的大武漢，已經(jīng)沒(méi)有退路，必須打通這條越江隧道！為此，武漢地鐵集團(tuán)與各參建單位，首先對(duì)施工工藝進(jìn)行優(yōu)化，對(duì)盾構(gòu)機(jī)刀盤進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)邀請(qǐng)中國(guó)科學(xué)院院士孫鈞、中國(guó)工程院院士錢七虎、陳湘生及國(guó)外著名盾構(gòu)專家組成專家團(tuán)隊(duì)剖析難題。
根據(jù)專家建議，進(jìn)行4項(xiàng)革新，一是調(diào)整刀具配置，使切、削、刮、磨更加有效；二是向刀盤注入化學(xué)藥劑，消解泥餅；三是增加流量加快對(duì)刀盤的沖洗；四是增加工業(yè)氣體，阻止渣土在刀盤面板上黏連，緩解泥餅產(chǎn)生。癥結(jié)問(wèn)題迎刃而解！
三陽(yáng)路長(zhǎng)江隧道的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，不僅讓武漢人民為之振奮，也讓兄弟城市的地鐵建設(shè)者備受鼓舞，一些超大直徑盾構(gòu)施工項(xiàng)目紛紛從幕后走向前臺(tái)。
濟(jì)南濟(jì)濼路下穿黃河隧道工程去年底破土動(dòng)工，成為黃河上第一條超大直徑公鐵合建的隧道。設(shè)計(jì)單位負(fù)責(zé)人孫文昊說(shuō)，正是武漢地鐵三陽(yáng)路長(zhǎng)江隧道的示范效應(yīng)，堅(jiān)定了濟(jì)南下穿黃河建設(shè)公鐵兩用隧道的決心。
除濟(jì)南外，杭州正在對(duì)富陽(yáng)富春江隧道進(jìn)行前期研究，超大直徑盾構(gòu)施工是重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容。
“三陽(yáng)路長(zhǎng)江隧道公鐵合建方式，驗(yàn)證了超大直徑盾構(gòu)施工方案在實(shí)踐中的可行性、經(jīng)濟(jì)性，不僅施工過(guò)程安全可控，而且一次性完成公路和地鐵建設(shè)，大大節(jié)約單獨(dú)建橋或建隧的成本?！睂O文昊說(shuō)。
圖為：越江隧道內(nèi)施工。（梅濤攝）
地鐵越江隧道群突破江河阻隔
從首次穿越長(zhǎng)江的2號(hào)線隧道，再到首次穿越漢江的3號(hào)線隧道；從完成單洞雙隧的8號(hào)線隧道，再到世界上首條公鐵合建盾構(gòu)隧道三陽(yáng)路長(zhǎng)江隧道……為突破大江大河對(duì)城市的分割和阻隔，武漢地鐵創(chuàng)造了一系列驕人成績(jī)，不僅攻克遇水快速膨脹的泥巖難題，還開(kāi)創(chuàng)性提出在世界罕見(jiàn)“上軟下硬”地層進(jìn)行超大盾構(gòu)隧道建設(shè)的方法。
更為重要的是，這些足以載入工程建造史冊(cè)的越江隧道，均集結(jié)于大武漢，讓這座城市在收獲“建橋之都”“設(shè)計(jì)之都”之外，再添新的美名——“建隧之都”。
作為武漢的第一條地鐵，2號(hào)線在穿越長(zhǎng)江的過(guò)程中創(chuàng)造當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)地鐵施工多個(gè)“第一”“之最”：第一條穿越長(zhǎng)江的地鐵隧道；國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)地鐵區(qū)間，一次掘進(jìn)3100米；國(guó)內(nèi)埋深最大、水壓最高的地鐵隧道；國(guó)內(nèi)第一條在江中修建帶泵房聯(lián)絡(luò)通道的隧道工程。
彼時(shí)，武漢地鐵建設(shè)剛剛起步，遇到棘手難題，還不得不依靠“外援”。一位曾參與當(dāng)年隧道建設(shè)的技術(shù)人員說(shuō)，2號(hào)線越江隧道掘進(jìn)中，盾構(gòu)機(jī)被障礙物擋住，一時(shí)無(wú)法前進(jìn)，為解決難題，只好請(qǐng)來(lái)德國(guó)專家?，F(xiàn)在，面對(duì)這樣的問(wèn)題無(wú)需“外援”，可以獨(dú)立自主解決。
2014年，當(dāng)4號(hào)線越長(zhǎng)江隧道與復(fù)興路車站相接處連續(xù)遭遇3次涌水險(xiǎn)情，700余名地鐵英雄關(guān)鍵時(shí)刻搶險(xiǎn)攻堅(jiān)，打了一場(chǎng)漂亮的地鐵越江隧道保衛(wèi)戰(zhàn)。
3次險(xiǎn)情，一次比一次兇險(xiǎn)，其中第二次險(xiǎn)情涌沙總量達(dá)150立方米，附近地面2小時(shí)內(nèi)沉降10厘米。第三次險(xiǎn)情出現(xiàn)時(shí)，隧道頂部管片發(fā)出異響，局部迸裂，不少工人驚慌失措，開(kāi)始往隧道外奔跑。關(guān)鍵時(shí)刻，武漢地鐵集團(tuán)負(fù)責(zé)人守在現(xiàn)場(chǎng)穩(wěn)住施工隊(duì)伍，此后緊急調(diào)用方木，搭成塔狀支撐，撐住管片，保住隧道。
在不斷摸索中，武漢地鐵順利完成跨越長(zhǎng)江天塹的兩次大考。大考過(guò)后，逐漸成熟，以4號(hào)線越江隧道貫通為標(biāo)志，武漢地鐵越江隧道建設(shè)技術(shù)攀上新臺(tái)階。
此后3號(hào)線、6號(hào)線越漢江隧道建設(shè)過(guò)程中，武漢地鐵人又兩度與“泥巖”交手，積累了豐富的實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。
圖為：7號(hào)線越江盾構(gòu)控制室內(nèi)，工作人員正在進(jìn)行操作。（梅濤攝）
2015年4月，3號(hào)線越漢江隧道盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度突然下降，最低時(shí)每分鐘只能掘進(jìn)5至10毫米。施工人員檢查刀盤時(shí)驚呆了：刀盤九成以上的刀孔和開(kāi)口被泥餅糊住，刀盤面板中心位置完全堵死！
技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，泥餅是由泥巖遇水劇烈膨脹后形成，僅僅依靠人力清理，將耗去大量時(shí)間，無(wú)法保證3號(hào)線按時(shí)開(kāi)通。于是，武漢地鐵集團(tuán)廣發(fā)“英雄帖”，并根據(jù)專家意見(jiàn)和土體成分配制出最合適的分散劑“溶化”泥巖，同時(shí)改進(jìn)設(shè)備，讓刀盤一邊掘進(jìn)一邊沖洗。同時(shí)在確保安全的情況下，高頻率常壓進(jìn)倉(cāng)清理泥餅。多措并舉，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)從最慢時(shí)每分鐘5毫米提升至每分鐘20毫米，速度提升了三倍，確保隧道按時(shí)貫通。
6號(hào)線越漢江盾構(gòu)機(jī)即將始發(fā)時(shí)，有針對(duì)性地改裝機(jī)器前部設(shè)施，配置相關(guān)藥劑，大大提升掘進(jìn)速度，保證線路按時(shí)開(kāi)通。
創(chuàng)新路上，永無(wú)止境。在相繼取得一系列成果后，武漢地鐵集團(tuán)上下將目光瞄向技術(shù)難度更大、經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益更高的超大直徑盾構(gòu)隧道。
最先得到突破的是8號(hào)線長(zhǎng)江隧道。這條隧道在長(zhǎng)江二橋上游約450米處下穿長(zhǎng)江，越江隧道區(qū)間全長(zhǎng)近3.2公里，隧道直徑12.1米，相當(dāng)于四層樓高。
這是國(guó)內(nèi)直徑最大的單洞雙線地鐵盾構(gòu)隧道，在盾構(gòu)隧道中首次設(shè)置二襯結(jié)構(gòu)，首創(chuàng)常壓下滾刀與齒刀互換技術(shù)。
與8號(hào)線長(zhǎng)江隧道相隔不遠(yuǎn)的7號(hào)線三陽(yáng)路長(zhǎng)江隧道，則是地鐵建設(shè)中的“超級(jí)工程”，對(duì)應(yīng)的是“世界級(jí)難度”：盾構(gòu)機(jī)總重量達(dá)到4400噸左右、長(zhǎng)度達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的167米；從隧道里挖掘出來(lái)的土方約100萬(wàn)立方米，出土量相當(dāng)于建造一座上海金茂大廈的建筑體量；1360米長(zhǎng)的“泥巖+礫巖”復(fù)合地質(zhì)讓盾構(gòu)機(jī)舉步維艱，最慢時(shí)掘進(jìn)速度僅為每天1環(huán)，長(zhǎng)度只有2米……通過(guò)持續(xù)不斷地技術(shù)創(chuàng)新攻堅(jiān)克難，最終實(shí)現(xiàn)隧道貫通，武漢地鐵從勝利不斷走向新的勝利。
圖為：7號(hào)線控制性工程三陽(yáng)路長(zhǎng)江隧道分三層。
地鐵承擔(dān)大武漢四成過(guò)江客流
地鐵藍(lán)、梅花紅、芳草綠、歸元金、鸚鵡綠、編鐘青、云苔紫……
這些，是武漢已開(kāi)通地鐵線路的標(biāo)志色。
每天，它們來(lái)回穿梭，滾滾向前。
目前，武漢軌道交通開(kāi)通運(yùn)營(yíng)1號(hào)線、2號(hào)線、3號(hào)線、4號(hào)線、6號(hào)線、8號(hào)線、機(jī)場(chǎng)線和陽(yáng)邏線共8條線路，通車?yán)锍?37公里，日均客流305萬(wàn)乘次，占全市公共交通客運(yùn)量比重達(dá)38%，承擔(dān)過(guò)江客流達(dá)40%。
今年，還將開(kāi)通7號(hào)線一期工程和紙坊線，運(yùn)營(yíng)里程有望突破300公里，直逼國(guó)內(nèi)一線城市水平。
數(shù)據(jù)不斷攀升，肩上責(zé)任更重。
“城市隨地鐵而發(fā)展，生活因地鐵而改變?！?月5日，武漢市委副書記、代市長(zhǎng)周先旺前往地鐵7號(hào)線越江隧道施工現(xiàn)場(chǎng)和武漢地鐵集團(tuán)調(diào)研。他強(qiáng)調(diào)，要保持戰(zhàn)略定力，強(qiáng)化使命擔(dān)當(dāng)，加快建設(shè)世界級(jí)地鐵城市，做到思路藍(lán)圖不改、政策措施不變、投資力度不減、建設(shè)速度不降，以地鐵引領(lǐng)公共交通，更好滿足市民美好生活需要。
武漢地鐵集團(tuán)負(fù)責(zé)人表示，將瞄準(zhǔn)既定目標(biāo)，把以越江工程為代表的武漢地鐵超級(jí)工程建設(shè)好、運(yùn)營(yíng)好。
到2020年，武漢還將陸續(xù)建成8條線路，屆時(shí)將建成400多公里軌道交通線網(wǎng)，達(dá)到“主城聯(lián)網(wǎng)、新城通線”的戰(zhàn)略性提速要求。同時(shí)，根據(jù)正在報(bào)批武漢市第四期軌道交通建設(shè)規(guī)劃，至2024年武漢將建成600余公里的軌道交通網(wǎng)絡(luò)，形成“環(huán)+放射”的軌道交通架構(gòu)。
讓市民乘車舒適，為城市文明添彩，這一直是武漢地鐵集團(tuán)思考的問(wèn)題。2015年3月，武漢地鐵部署開(kāi)展“微笑服務(wù)”品牌創(chuàng)建工作，力圖打造良好的窗口服務(wù)形象為文明城市增色添彩。專門出臺(tái)品牌創(chuàng)建工作方案、考核獎(jiǎng)懲辦法、評(píng)定星級(jí)辦法等文件，從制度上讓員工在服務(wù)質(zhì)量、業(yè)務(wù)素質(zhì)及民主支持度等方面展開(kāi)公平的服務(wù)水平競(jìng)爭(zhēng)。今年3月，武漢地鐵“微笑服務(wù)”獲評(píng)中國(guó)運(yùn)輸領(lǐng)袖品牌。
既要提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，也要努力增加文化內(nèi)涵。2012年，武漢地鐵依托軌道交通這一公共出行流動(dòng)平臺(tái)，面向廣大市民群眾提供豐富的閱讀及學(xué)習(xí)資源，打造地下公共文化空間，形成書香與地鐵共延伸、全民廣泛參與閱讀的良好氛圍，并助力武漢讀書之城和學(xué)習(xí)型城市建設(shè)，重磅推出“書香地鐵”品牌。與此同時(shí)，武漢地鐵集團(tuán)致力于把地鐵打造成藝術(shù)宮殿，讓每一條地鐵，每一座地鐵站，都成為展示武漢城市形象和地鐵形象的窗口。3號(hào)線中央商務(wù)區(qū)站、6號(hào)線漢正街站和8號(hào)線竹葉山站等，都已成為城市新景觀。
武漢地鐵集團(tuán)現(xiàn)有地鐵沿線站點(diǎn)及周邊打包土地9.2萬(wàn)畝，規(guī)劃開(kāi)發(fā)項(xiàng)目總建筑面積達(dá)2826.9萬(wàn)平方米，將用于規(guī)劃建設(shè)地鐵小鎮(zhèn)、地鐵商業(yè)以及相關(guān)物業(yè)項(xiàng)目。正是通過(guò)開(kāi)發(fā)利用土地資源和物業(yè)資源，實(shí)現(xiàn)對(duì)建設(shè)和運(yùn)營(yíng)的反哺，進(jìn)一步促進(jìn)軌道交通可持續(xù)發(fā)展。
武漢，正闊步邁向世界級(jí)地鐵城市。明天，會(huì)更美好！
策劃：武漢地鐵集團(tuán)
撰文：王桂蘋、常敏、袁永華
圖片除署名外均由武漢地鐵集團(tuán)提供
