武漢地鐵造出世界級越江隧道
——全球權(quán)威專家學(xué)者來漢研討觀摩
圖為：2016年底6號線剛開通不久，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，長江經(jīng)濟(jì)帶上的“超大城市”，由于長江、漢江的分隔，“過江難”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。武漢地鐵從無到有，從線到環(huán)，從環(huán)到網(wǎng)，如今運(yùn)營線路8條，通車?yán)锍?37公里，日均客流305萬乘次，已經(jīng)成為眾多市民出行的首選。
武漢闊步邁向世界級地鐵城市，一個世界級越江隧道群隨之誕生！
2號線、4號線、7號線、8號線越長江隧道，3號線、6號線越漢江隧道；根據(jù)規(guī)劃，未來11號線將穿越長江，10號線、12號線均兩穿長江、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城市的分割和阻隔。
今日上午，由武漢市人民政府和中國城市軌道交通協(xié)會聯(lián)合主辦的軌道交通越江隧道國際論壇將盛大開幕，來自全球各地權(quán)威專家學(xué)者將分享軌道交通越江隧道建設(shè)和運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)。
圖為：盾構(gòu)機(jī)吊裝。
地鐵超級工程攻堅(jiān)克難過長江
本次國際論壇期間，參會專家學(xué)者以及各界代表將前往武漢地鐵7號線三陽路長江隧道現(xiàn)場觀摩。
這是世界首條公鐵合建的盾構(gòu)隧道、中國大陸在建最大直徑的盾構(gòu)隧道，曾走進(jìn)央視《超級工程Ⅱ》紀(jì)錄片，已實(shí)現(xiàn)雙線隧道貫通，標(biāo)志著7號線一期工程全線“洞通”，為年內(nèi)開通試運(yùn)營奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
這條越江隧道位于武漢長江二橋、青島路長江隧道之間，長約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號線的兩倍多，比武漢地鐵8號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號線、4號線的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、隧道長度等因素綜合考慮，武漢地鐵三陽路長江隧道是其中的佼佼者。
中國香港屯門赤鱲角隧道是一條超大直徑盾構(gòu)隧道，盾構(gòu)直徑超過武漢地鐵7號線三陽路長江隧道。根據(jù)公開報(bào)道，隧道開工時間是2013年6月，啟用時間最快也要到2020年。
美國西雅圖SR99工程也涉及到超大直徑盾構(gòu)施工，盾構(gòu)直徑同樣也超過三陽路長江隧道，但施工過程中曾發(fā)生過嚴(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)時間SR99工程遠(yuǎn)遠(yuǎn)早于三陽路長江隧道，截至目前，該項(xiàng)工程尚未開通運(yùn)營。
三陽路長江隧道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”。而三陽路長江隧道面臨的最大難題，便是復(fù)雜的地質(zhì)條件——在長約1360米的江底，同時分布著強(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，但7號線盾構(gòu)機(jī)太大，施工難度呈幾何級數(shù)放大。沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒，所有人都只能摸著石頭過河。
武漢地鐵集團(tuán)二級項(xiàng)目經(jīng)理倪正茂回憶，那段時間，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，當(dāng)時的情況完全可以用“暗無天日”來形容。國內(nèi)其他一流施工單位也派專人前來觀摩，有人甚至悲觀地預(yù)測，這條隧道可能永遠(yuǎn)都無法打通！
殘酷的現(xiàn)實(shí)擺在面前，闊步邁向世界級地鐵城市的大武漢，已經(jīng)沒有退路，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，首先對施工工藝進(jìn)行優(yōu)化，對盾構(gòu)機(jī)刀盤進(jìn)行改進(jìn)，同時邀請中國科學(xué)院院士孫鈞、中國工程院院士錢七虎、陳湘生及國外著名盾構(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)問題迎刃而解！
三陽路長江隧道的建設(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。
濟(jì)南濟(jì)濼路下穿黃河隧道工程去年底破土動工，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，正是武漢地鐵三陽路長江隧道的示范效應(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，杭州正在對富陽富春江隧道進(jìn)行前期研究，超大直徑盾構(gòu)施工是重點(diǎn)研究內(nèi)容。
“三陽路長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。
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
從首次穿越長江的2號線隧道，再到首次穿越漢江的3號線隧道；從完成單洞雙隧的8號線隧道，再到世界上首條公鐵合建盾構(gòu)隧道三陽路長江隧道……為突破大江大河對城市的分割和阻隔，武漢地鐵創(chuàng)造了一系列驕人成績，不僅攻克遇水快速膨脹的泥巖難題，還開創(chuàng)性提出在世界罕見“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號線在穿越長江的過程中創(chuàng)造當(dāng)時國內(nèi)地鐵施工多個“第一”“之最”：第一條穿越長江的地鐵隧道；國內(nèi)最長地鐵區(qū)間，一次掘進(jìn)3100米；國內(nèi)埋深最大、水壓最高的地鐵隧道；國內(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，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，2號線越江隧道掘進(jìn)中，盾構(gòu)機(jī)被障礙物擋住，一時無法前進(jìn)，為解決難題，只好請來德國專家?，F(xiàn)在，面對這樣的問題無需“外援”，可以獨(dú)立自主解決。
2014年，當(dāng)4號線越長江隧道與復(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)鍵時刻搶險(xiǎn)攻堅(jiān)，打了一場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小時內(nèi)沉降10厘米。第三次險(xiǎn)情出現(xiàn)時，隧道頂部管片發(fā)出異響，局部迸裂，不少工人驚慌失措，開始往隧道外奔跑。關(guān)鍵時刻，武漢地鐵集團(tuán)負(fù)責(zé)人守在現(xiàn)場穩(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江天塹的兩次大考。大考過后，逐漸成熟，以4號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)攀上新臺階。
此后3號線、6號線越漢江隧道建設(shè)過程中，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號線越漢江隧道盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度突然下降，最低時每分鐘只能掘進(jìn)5至10毫米。施工人員檢查刀盤時驚呆了：刀盤九成以上的刀孔和開口被泥餅糊住，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，將耗去大量時間，無法保證3號線按時開通。于是，武漢地鐵集團(tuán)廣發(fā)“英雄帖”，并根據(jù)專家意見和土體成分配制出最合適的分散劑“溶化”泥巖，同時改進(jìn)設(shè)備，讓刀盤一邊掘進(jìn)一邊沖洗。同時在確保安全的情況下，高頻率常壓進(jìn)倉清理泥餅。多措并舉，盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)從最慢時每分鐘5毫米提升至每分鐘20毫米，速度提升了三倍，確保隧道按時貫通。
6號線越漢江盾構(gòu)機(jī)即將始發(fā)時，有針對性地改裝機(jī)器前部設(shè)施，配置相關(guān)藥劑，大大提升掘進(jìn)速度，保證線路按時開通。
創(chuàng)新路上，永無止境。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)社會效益更高的超大直徑盾構(gòu)隧道。
最先得到突破的是8號線長江隧道。這條隧道在長江二橋上游約450米處下穿長江，越江隧道區(qū)間全長近3.2公里，隧道直徑12.1米，相當(dāng)于四層樓高。
這是國內(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號線長江隧道相隔不遠(yuǎn)的7號線三陽路長江隧道，則是地鐵建設(shè)中的“超級工程”，對應(yīng)的是“世界級難度”：盾構(gòu)機(jī)總重量達(dá)到4400噸左右、長度達(dá)到創(chuàng)紀(jì)錄的167米；從隧道里挖掘出來的土方約100萬立方米，出土量相當(dāng)于建造一座上海金茂大廈的建筑體量；1360米長的“泥巖+礫巖”復(fù)合地質(zhì)讓盾構(gòu)機(jī)舉步維艱，最慢時掘進(jìn)速度僅為每天1環(huán)，長度只有2米……通過持續(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號線控制性工程三陽路長江隧道分三層。
地鐵承擔(dān)大武漢四成過江客流
地鐵藍(lán)、梅花紅、芳草綠、歸元金、鸚鵡綠、編鐘青、云苔紫……
這些，是武漢已開通地鐵線路的標(biāo)志色。
每天，它們來回穿梭，滾滾向前。
目前，武漢軌道交通開通運(yùn)營1號線、2號線、3號線、4號線、6號線、8號線、機(jī)場線和陽邏線共8條線路，通車?yán)锍?37公里，日均客流305萬乘次，占全市公共交通客運(yùn)量比重達(dá)38%，承擔(dān)過江客流達(dá)40%。
今年，還將開通7號線一期工程和紙坊線，運(yùn)營里程有望突破300公里，直逼國內(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。”6月5日，武漢市委副書記、代市長周先旺前往地鐵7號線越江隧道施工現(xiàn)場和武漢地鐵集團(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工程建設(shè)好、運(yùn)營好。
到2020年，武漢還將陸續(xù)建成8條線路，屆時將建成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，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)思考的問題。2015年3月，武漢地鐵部署開展“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。專門出臺品牌創(chuàng)建工作方案、考核獎懲辦法、評定星級辦法等文件，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公平的服務(wù)水平競爭。今年3月，武漢地鐵“微笑服務(wù)”獲評中國運(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平臺，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，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號線中央商務(wù)區(qū)站、6號線漢正街站和8號線竹葉山站等，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9.2萬畝，規(guī)劃開發(fā)項(xiàng)目總建筑面積達(dá)2826.9萬平方米，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。正是通過開發(fā)利用土地資源和物業(yè)資源，實(shí)現(xiàn)對建設(shè)和運(yùn)營的反哺，進(jìn)一步促進(jìn)軌道交通可持續(xù)發(fā)展。
武漢，正闊步邁向世界級地鐵城市。明天，會更美好！
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
