川觀新聞記者 張明海
12月10日上午，資陽市民李玲像往常一樣來到當地標志性建筑萇弘廣場附近的沱江邊上散步，此時的沱江水面波瀾不驚，一如既往地靜水深流。
而此時，在她腳下，沱江底部20多米的地下深處，直徑8.24米、長近100米、重達千噸的“同城二號”盾構機正緩緩駛離江底，并正式宣告成都軌道交通首次采用雙模盾構長距離穿越江河成功。
地鐵線路長距離穿江而過，在國內并非首次，在廣州、南京、杭州等地已有過相關實踐——但對于成都、四川來說，意義卻不一樣。
軌道交通資陽線是我省首條跨市域軌道交通線路。“這是成都軌道交通建設運營14年來，第一次真正意義上的穿江。”項目施工總承包方中國鐵建昆侖投資集團軌道交通資陽線盾構負責人張守南介紹說，這也是我國西部地區跨市域軌道交通線首次穿越長江支流，千里沱江上擁有了首座具有交通功能的盾構隧道。
刀片旋轉，盾機掘進。地下盾構機施工，被稱作是“刀尖上的舞者”。那么，軌道交通資陽線穿越沱江是如何在“刀尖上起舞”，在穿江中都遇到了哪些問題，對于成都軌道交通建設的下一步有哪些意義？
盾構機下穿沱江掘進中。 陳洋 攝
“寧做一百種方案，也不出一例意外”
軌道交通資陽線，起于成都軌道交通18號線福田站，止于成渝高鐵資陽北站，線路全長約38.7公里，設計最高時速160公里，共設置7座車站。
中國鐵建昆侖投資集團軌道交通資陽線總包部指揮長楊勇介紹說，寶臺大道站～萇弘廣場站區間位于資陽市主城區，下穿長江一級支流沱江以及沱江一橋等重大風險源，堪稱軌道交通資陽線全線“最難區間”。
難在哪里？“因為不可能對沱江進行拉閘斷流，對于施工來說，奔流不息的沱江本身就是一個無法避開的重大危險源。”張守南告訴記者，線路還需要側穿沱江一橋橋樁，而該橋為上世紀70年代年建成投用的鋼筋混凝土拱橋。
同時，施工標準要求也高：隧頂與河底最小豎直凈距僅12.47米，與沖刷線最小豎直距僅8.80米。
首要的，是搞清楚沱江地層情況，“要搞清楚沱江底部地層有沒有裂隙，巖層之間有沒有裂隙、有沒有夾層等”。
當地現有的水文資料顯然不夠用，也不能止步于傳統的觀測手段。為精確掌握地質情況，中國鐵建昆侖投資集團聯合中科院、西南交大等科研機構和高校進行了多輪技術攻關。
采用多波束水下地形測量，專家團隊通過數字化三維地形圖，精準推測河道中心處河床情況。同時，根據水上電法勘探技術，精準推測了穿江巖層裂隙發育情況。
專家團隊采用有限元分析計算，還精準推測了穿江段巖掌子面穩定情況。“根據精準分析，枯水期工況下地層位移結果與豐水期規律基本吻合，位移均較小，而根據掌握的地層信息，盾構在穿江過程中地層穩定性也良好，盾構能順利安全通過。”楊勇說。
“寧做一百種方案，也不出一例意外”，張守南介紹，資陽線管理團隊編制了厚厚的一份危險源清單，還在正式穿越沱江之前進行了前置實驗，“實驗時我們按照正式穿江規范來進行，總結出了有效的管控措施”。
同時，“最壞的情況”也要充分考慮進去。據介紹，管理團隊還與資陽市海事部門等相關單位聯合進行了穿江盾尾密封失效涌水應急演練。
成型的江底隧道。 鞠義軍 攝
雙模盾構機成功實現長距離穿江
盾構施工，簡單講，就是指掘進機在掘進的同時，構建（鋪設）隧道之“盾”——國內地鐵盾構施工技術目前已經非常成熟，集開挖、支護、出渣于一體，可以實現隧道的一次成型。
根據規劃設計，軌道交通資陽線需分左線和右線兩次斜穿沱江。其中，左線正下穿沱江長度為395米，右線正下穿沱江的長度為425米，隧頂距河底距離為15.2米，最深處達地下55米。
張守南介紹，與平常的地鐵施工不同，這次穿越沱江地質情況特殊：主要地層為中風化泥巖及砂巖地層，“在這種復雜地層中掘進，盾構機易出現管片上浮、刀盤結泥餅、盾構包裹、盾尾滲漏水等現象，是巨大的挑戰，特別是要避免出現江水滲漏和涌水的情況”。
這就涉及到一個盾構機的選取問題——傳統的盾構機，是否還用得上？
“在成都地鐵修建的過程中，一直以來都采用單種掘進模式的盾構機。但長距離穿越沱江，傳統的土壓模式就行不通了。”張守南是成都地鐵首臺盾構機司機，有著豐富的盾構機施工經驗，從成都地鐵1號線建設開始，至今已先后參與成都9條地鐵線路建設。
雙模式盾構機開始上場，這是集土壓和泥水兩種模式于一體的盾構機。“相對于傳統盾構機，雙模盾構機可根據現場掘進地質地層和風險源等實際情況，靈活進行土壓和泥水兩種模式的切換。”成都軌道建設管理有限公司相關負責人介紹說，相比土壓模式，泥水模式下，刀片對巖層和泥土的切割更碎小，在掘進過程中，直接用泵抽的形式，通過管道排到位于地面的泥水分離廠，安全又快捷。
然而，兩種模式的切換，也并不容易。“泥水模式對于成都地鐵施工來說，還相對陌生，這是一個新東西。”張守南介紹，在對技術進行攻關和熟練掌握的基礎上，穿江期間，項目團隊還每天對盾構備品備件進行清查，確保供應充足。
雙模盾構機精準化管控讓軌道交通資陽線穿越沱江順利推進：左線從10月12日開始掘進，11月6日結束；右線自11月17日開始掘進至12月10日結束。
對穿江進行智能監控。 鞠義軍 攝
加快推動傳統盾構技術創新
按照進度，軌道交通資陽線將于2024年底建成通車。
“穿越沱江，是一個難度最大的節點。接下來，我們將向著明年5月份的全線洞通目標發起沖鋒。”楊勇介紹，截至目前，軌道交通資陽線7座車站已全部封頂，盾構掘進已完成掘進總量的70%，3個區間實現洞通。
穿越沱江，并非意味著結束——某種意義上，是一個新開始。“穿江期間，盾構成型管片無錯臺或滲漏情況，平均日掘進12米，順利實現了雙線穿江盾構安全、高效的施工目標，為后續類似施工提供了寶貴的經驗。”張守南說。
記者了解到，今年年初，由中國鐵建昆侖投資集團牽頭，成立了成都軌道交通建設首個雙模盾構創新工作室——張守南盾構創新工作室。
在該創新工作室內，記者見到了一個渣土樣品陳列展臺，每一盒都貼著一個二維碼。記者隨機拿起一盒標號為“1058環”渣土取樣。掃碼信息顯示：2022年10月31日寶萇盾構區間左線采樣，掘進時間下午15時15分至15時54分，刀盤結束里程110758.655米，掘進速度42毫米/分，推力1860噸，盾構姿態：水平前1毫米、水平后-6毫米、垂直前-41毫米、垂直后-65毫米……
張守南強調說，對盾構重要掘進參數進行對比分析非常重要，“這將為下一步我們進行類似施工提供有效經驗”。
據悉，在參與這條線路建設過程中，中國鐵建昆侖投資集團盾構施工相繼攻克高架上跨、盾構下穿大江大河等1400項風險源，并零沉降穿越成都雙流國際機場。
而與此同時，伴隨這一進程的是成都地鐵的飛速發展：目前，成都已躋身“軌道交通第四城”，開通運營里程已超過550公里。
楊勇期待，“通過對雙模盾構機穿越沱江的總結分析，希望能加快推動傳統盾構技術創新，使技術將更加完善和成熟，解決更多復雜問題”。
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