福州地鐵4號線后通段全線貫通

日期:2024-10-29 15:26 來源:福州市人民政府國有資產監(jiān)督管理委員會
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金秋十月

備受市民關注的

4號線后通段迎來好消息

洪塘站至金牛山區(qū)間

(以下簡稱“洪金區(qū)間”)

右線盾構順利完成接收

福州地鐵成功破解

世界級盾構施工難題

至此

4號線后通段全線貫通

預計2025年底開通初期運營

閩江底下的地質博物館

世所罕見的盾構施工難題

  后通段起于半洲站,終于鳳凰池站,共設4座車站,全長約4.4千米。其中洪金區(qū)間隧道下穿閩江,由于閩江江底極復雜的地質條件,僅440米的過江段卻攻堅了近3年。


  根據(jù)地質勘查情況顯示,洪金區(qū)間過江段穿越2條橫縱地質斷裂帶交匯點,與線路垂直的一條斷裂帶從金牛山往閩侯方向延伸,在地質上被稱作“張性斷裂帶”,其具有極強導水性特征,似一條暗河;另一條與線路平行的斷裂帶從金牛山往大夢山方向延伸,屬于“壓性斷裂帶”具有阻水性,似條大壩在此攔水。


  兩條特征相反的地質斷裂帶交叉,導致過江段地質、水文條件極其復雜。盾構施工涉及27種隧道斷面,需先后穿越粘土、粗砂、風化花崗巖、正長斑巖等21種地層,地質組合形式達66種,猶如一座江底地質博物館。地層變化快,忽軟忽硬如開盲盒,巖體破碎極易垮塌,且隧道所在地層與閩江水存在水力聯(lián)系,巖體裂隙中存在江水滲漏通道,是業(yè)內盾構施工極為畏懼的工況,被中國工程院盧耀如院士評價為“世界級別難度穿江盾構”。

  既然隧道穿江這么難,能不能改設橋梁跨江而過?福州地鐵建設公司總經理王欣說:“這是我們一開始就考慮過的問題,洪金區(qū)間是串聯(lián)鼓樓與倉山的必經之路,如果將盾構穿江改為架設橋梁,則盾構至少需要從距閩江兩岸1公里處露出地面,將導致洪塘站、金牛山站無法設置,陸莊站、鳳凰池站、建新站要做重大調整,使得換乘之王4號線無法與5號線及后續(xù)規(guī)劃線路換乘?!蓖瑫r區(qū)間所處閩江兩端道路建筑物密集,如改設橋梁,則拆遷量大并占用城市主要通行道路,極大影響市民生活出行,因此只能選擇盾構穿江。

  “沒有捷徑,只有實干”。為破解難題,福州地鐵邀請了中國工程院院士,工程地質、水文地質與環(huán)境地質學家盧耀如及中國巖石力學與工程學會工程實例專委會主任委員、中國復合地層盾構施工技術體系創(chuàng)建者竺維彬等國內頂級地質專家多次齊聚福州,前后組織召開各類專家咨詢、評審會近40次,對洪金區(qū)間盾構重、難點,施工技術組織和應急預案“把脈問診”,因地制宜優(yōu)化盾構選型,對盾構機進行設備改造,并創(chuàng)新提出對施工流程追本溯源,確保全過程嚴格按照施工計劃、方案開展并做好安全監(jiān)督把控。施工單位上海隧道也主動加大資源投入,在全國范圍內抽調66名有著10余年復合地層過江盾構施工經驗的施工人員組成專班前來支援,并安排領導帶班24小時專人動態(tài)管理,確保盾構安全、順利推進。

36米深水高壓作業(yè)

人工進倉3400余次

徒手搬運清理石塊2000余立方米

  洪金區(qū)間由于地質極度復雜,基巖突起、超硬巖層和孤石頻頻出現(xiàn),巖石平均強度達90兆帕,最高強度達203.8兆帕,造成盾構機機體刀盤刀具磨損嚴重。同時隧道所處巖層成漿能力嚴重不足,泥漿攜渣能力極差,盾構機刀盤切削下來的石塊無法通過泥水循環(huán)系統(tǒng)帶出來,滯留在泥水倉和氣泡倉內堵塞環(huán)流,這就好比人體血液循環(huán)系統(tǒng)中出現(xiàn)血栓,導致血液循環(huán)受阻,整個機體也會因此停擺。

  為了盾構順利掘進,施工單位不得不頻繁組織人工開倉作業(yè)清除石塊、更換受損刀具。作業(yè)時工人要承受著猶如在36米水下深潛的重壓,進入盾構機前方的泥水倉,徒手破碎、清理、搬運石塊。“確保工人身體安全是我們首先要考慮的”,盾構項目負責人徐征杰介紹,“工人除了要承受水下高壓,作業(yè)環(huán)境還十分惡劣,倉內溫度高、濕度大,在這種條件進行大石塊搬運等重體力活是非常困難的?!睘楸U献鳂I(yè)人員身體健康安全,在穿戴防護衣具的基礎上,需嚴格按照國際標準長時間減壓,每次開倉作業(yè)時間為5小時,有4小時的時間用于升壓、減壓,剩余1小時的時間干活。每班次帶壓進倉僅容3人,作業(yè)靠手動破碎、打撈、搬運石塊,更換被掉落塊石砸壞的刀具。


  在左線盾構掘進至665環(huán)時,工人們遭遇了洪金區(qū)間盾構施工過程掉落的最大一塊碎石,其尺寸達0.8米×0.6米×0.55米(約一臺家用洗衣機大?。?,而進出閘門尺寸僅有0.65米×0.45米,石塊強度高達161兆帕,重約700公斤,工人只能使用破石工具對石塊進行破碎,再化整為零螞蟻搬家式連續(xù)作業(yè)20天逐步清出石塊。

  “這種施工條件的艱苦,在全國都算是罕見的。”盾構項目總工楊燚說。洪金區(qū)間施工期間,共組織人工進倉3400余次,帶壓清理出石塊2000余立方米,更換損傷刀具400余把

隨行“醫(yī)護船”保安全

34個月24小時不間斷保障

注漿13000余立方米穩(wěn)地層

  2021年11月2日凌晨4時許,福州地鐵常駐閩江的應急船只在進行例行巡查時,發(fā)現(xiàn)江中如水乍沸,江面持續(xù)出現(xiàn)冒泡情況。值班人員立即“拉響警報”,福州地鐵第一時間啟動應急預案,召集各方人員趕赴現(xiàn)場處置。這是洪金區(qū)間盾構施工第一次發(fā)生江面冒泡險情,回憶此這次險情,楊燚仍然心有余悸,“那時洪金區(qū)間右線盾構剛開始穿江僅半月有余,盾構受地層突變影響出現(xiàn)環(huán)流淤堵,排泥不暢等情況,正在停機進行清倉作業(yè)。由于停機時間較長造成盾構上方砂層土體出現(xiàn)坍塌,地層內氣體受擠壓溢出江面。若不及時處置,很可能造成江底坍塌冒頂事故?!?/span>


  如果把過江隧道看作一條脊柱,這艘應急船能夠給骨節(jié)斷裂的地方做注入骨髓泥的手術,將碎塊狀的石頭固結起來,穩(wěn)定地層。這種大型施工保障船通常被用于海上作業(yè),福州地鐵則用作應急搶險救援船,這在國內過江盾構施工中也是第一次。這艘560噸位的船寬11米、長60米,船上配置發(fā)電機、注漿設備及共計超360噸的水泥、水玻璃和磷酸等注漿材料,24小時待命為盾構穿江保駕護航,不間斷巡視了34個月。


  “對于險情的發(fā)生,我們已經做好了預案并有一定的預判,整體處置過程有條不紊?!表椖繕I(yè)主代表翁立煒回想到。根據(jù)應急預案,福州地鐵立即啟動開展盾構填倉、江面注漿加固處理,并對盾構機各項參數(shù)、姿態(tài)及隧道、岸邊建構筑物沉降等進行監(jiān)控分析數(shù)據(jù),確保安全可控。為穩(wěn)固地層,福州地鐵累計注漿13000余立方米,平均盾構每環(huán)注入新漿400余立方米。

回顧洪金區(qū)間施工過程

可謂“環(huán)環(huán)險惡、步步驚心”

左線耗時640天實現(xiàn)貫通

其中450天在過江段施工

工效不足1米/天


右線更是難上加難

耗時1386天實現(xiàn)貫通

其中1046天在過江段施工

工效約0.4米/天

不及正常盾構施工工效二十分之一

進取不懈怠 揚帆向新章

萬般磨礪玉始成

4號線后通段的順利貫通

是線路建設過程的一個重要里程碑

是全線貫通的關鍵節(jié)點

也是全體參建人員

向下一個目標邁進的新起點

  福州地鐵建設公司介紹

  洞通之后,4號線后通段將緊密組織開展鋪軌、風水電裝修等一系列交叉施工作業(yè),同時做好各項系統(tǒng)調試準備,為全線貫通調試及初期運營前評估打好基礎。

福州地鐵將緊緊扭住

線路開通目標不放松

堅持安全第一質量為先

奮楫揚帆、攻堅克難

不斷加快后續(xù)建設施工

截至目前

4號線后通段

車站主體結構施工均已完成

鋪軌施工進度96.1%

風水電及裝修施工進度96%

機電系統(tǒng)安裝進度95%

車站附屬工程施工進度97%

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