“第1146环管片拼装完毕，‘一航13号’盾构机下穿大沽河任务顺利完成！”随着监控室传来的播报，一场惊心动魄的洞穿大沽河之旅圆满收官。
中国交建承建的青岛地铁8号线支线，途经青岛市城阳区和胶州市，是山东省首条县域城市地铁线，一航局承建的土建1、2工区共包括4站6区间，其中一段线路需下穿青岛市的母亲河——大沽河。由于在地表无法准确进行下穿河道的地质钻探，而河道下的岩层含水量较高，其中的裂隙水为掘进施工带来了较大挑战。
“地下裂隙水存在于岩石裂隙中，由于岩石裂隙发育复杂且不规律，很难判断其中的水量。”项目技术主管郭腾博眉头紧锁。正常掘进的渣土和改良剂混合均匀，能通过盾构机尾端土仓中的皮带机运走。但碰到发育好的裂隙水，地下水会快速补给至土仓，若水压急剧增大，稍有不慎就会引发喷涌、渗漏水等问题，甚至导致盾构机受损、隧道被淹。
为应对裂隙水的困扰，项目团队决定采用隧道地震波法进行超前地质预报，并使用高分子聚合物进行渣土改良。“高分子聚合物能提高和易性，就像粘合剂一样，快速把渗水和渣土吸附聚集在一起，方便运走，减少裂隙水的喷涌。”郭腾博提出了自己的想法。但出乎意料的是，下穿掘进过程中，盾构机遇到的裂隙水不仅频繁且量大水急。根据现场安装流量计实测显示，裂隙水压普遍达到了0.3兆帕，相当于1平方米见方的桌子上压着30吨的重物。每分钟水量最大可达8立方米，不到半天便可灌满一个标准游泳池。
“水太大了，高分子聚合物也难以发挥作用，皮带机运输一个劲儿掉浆。”盾构机起推不久，班组长孟祥国就报告了令人揪心的消息。眼看隧道积水积泥，工人们只得泡在泥水中作业，施工效率急剧下降。
为了打破僵局，项目团队与工人们集思广益，一是调整出渣口皮带机高度，减小渣土上坡的角度，方便渣土外运；二是用橡胶皮带对出渣口进行包裹，提高皮带携渣能力，减少洒漏；三是为皮带机定制了小型渣土箱，用于承接漏渣。经过一系列优化，清渣效率才得以提升。
然而，盾构机掘进前方的遇水难题稍有缓解，后方地质汇水又让团队犯了难。
“即使盾构机已经通过的裂隙水地层段，也会在管片壁后形成汇水通道，后方汇水不断向土仓内涌入，已成型的隧道也有管片上浮的风险。”项目副经理郝金星面色凝重，“必须进一步压缩注浆凝固时间，让管片与地层之间的浆液赶在汇水之前凝固，让水流无处可渗。”沿着郝金星的思路，团队研讨后提出了解决方法：制作双液同步注浆装置，在原有同步注浆管道内设置水玻璃管道，通过水玻璃将注浆液凝固时间由6小时缩短为40秒，减小浆液损失，快速固定管片。
仅用2天时间，项目团队研制了新型注浆混合器，通过反复试验进一步优化了注浆配合比，摸清了最佳注浆时间和注浆量。新工艺迅速投入使用，盾构机掘进向前，一环环管片铺装成隧道，水泥砂浆通过新装置迅速注入管片与地层之间。在精确配合比、精准注浆量和最佳注浆时间的三重作用下，混凝土快速凝固，管片隧道与地层稳固连接，后方汇水再无可乘之机。
历时6个月，建设者们用智慧和执着，顺利完成了一次惊心动魄的水下盾构穿越。
来源
交通建设报
一航局
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