江底盾构遇两大难题，武汉地铁12号线成功“闯关”

武汉地铁12号线是一条越江地铁。挖过江隧道时，江底都挖到些什么，它们是怎么上岸的，又去了哪儿？11日， 记者直击武汉地铁12号线建设现场，找到答案。

路遇黏糊糊的“年糕团”

盾构机改用羊角状刀具

11日，深达40米地下，经过10个小时的施工，凌国区间前方传来好消息：成功为超大盾构机“江城先锋号”更换刀具4把。

工欲善其事，必先利其器。“江城先锋号”就是江底隧道掘进的关键。

武汉地铁12号线过江隧道从汉阳区国博中心南站出发，穿越长江后，将到达位于洪山区的凌吴村站，全长3.37公里。凌国区间，是地铁环线12号线两条穿越长江隧道之一。2022年5月，超大盾构机“江城先锋号”从国博中心南站始发。

“凌国区间70%的隧道位于水下，江底盾构，最怕遇到高黏性的泥岩地层。”武汉地铁二级项目经理王斌介绍，根据勘测，凌国区间有约800米长的全断面泥岩地层，这些泥岩就像年糕团一样，容易糊住刀盘，导致盾构机无法正常前进。

这次负责掘进的“江城先锋号”是量身定制的，开挖直径12.56米，相当于4层楼高，可对付“原状较硬遇水变粘”的“年糕团”，也并非轻而易举。

针对泥岩，施工方中铁隧道局项目副总工程师吴磊介绍，始发前，就已对盾构刀盘进行改进，加大刀盘开口率。可当掘进至800米处时，就发现盾构机外圈重达100多公斤的“保径刀”磨损严重。

为了解决这个难题，项目部当机立断，把刀具改成羊角形状。这种刀具像农村耕地的犁，切下的泥岩体积较大，没有那么容易软化糊住刀盘。

随着刀具的优化，盾构机掘进速度达到9.6米/天。这一速度，是采用传统刀具的8倍。

大石来了出不来

“心脏搭桥”上副管

除了泥岩，还有石头。当盾构机掘进至1000米时，前方遇到了许多大石头。石块的输出成了难题。

隧道内，记者看到两根直径50厘米的管道，一直从洞口通往盾构机，它们就像是盾构机的血管，一根负责向洞外输送掘进时产生的渣土，另外一根负责向洞内盾构机输送新鲜泥浆。

石头直径过大，必然发生管道堵塞。为了防止石头阻塞管道，盾构机只能停下来，采取人工清石，如此一来，工效大大降低。

为此，项目部又想到了“心脏搭桥”的办法，在主管道一侧加装副管道，一旦主管道“肠梗阻”，就由副管道接替输送。

问题解决一个又来一个，当盾构机掘进至1200米处，直径约30厘米的石头越来越多，向外输送渣土的管道堵住了22次，仅靠副管道也无法完全解决。

“后来我们又设置隔栅，把大石块留下，进入采石箱将其破碎成直径20厘米以下的石块后运出。”施工方中铁隧道局项目经理史渊说。

泥岩上岸“干湿分离”

泥浆还可循环再利用

到今天，武汉地铁已建成的穿越长江线路共4条，分别是2号线、4号线、7号线、8号线。最早建成的2号线已经安全运营12年。

“盾构机在江底掘进，难度是相当大的。”武汉地铁股份公司高级工程师张宁介绍，长江武汉段江底砂层下分布有泥岩和砾岩，砾岩主要为泥质胶结。泥岩和砾岩基质中黏土矿物含量高，黏性极大，极易在盾构刀盘上结成泥饼，使盾构机排渣不畅。不仅如此，砾岩中的砾石主要由石英岩和石灰岩组成，硬度很高，最大粒径可达20厘米，这些会降低盾构机的施工效率低，使刀具磨损严重。“因此每一次盾构施工，我们都会因地制宜，根据不同地质勘测条件选择最为合适的方式施工。”

上岸的泥岩和石头又去了哪儿？现场负责人介绍，从隧道运出来的泥岩会输送到分离设备进行渣土分离，分离后的泥浆进行循环使用，干的渣土和石块则运送到消纳场按规定处理。

截至目前，全长3.37公里的武汉地铁12号线越江隧道凌国区间，已成功攻克两大技术难题，顺利掘进3.23公里，预计今年5月贯通。掘进还剩最后140米，记者将持续关注。

来源：长江日报