福州地铁4号线首个双模盾构区间双线贯通

9月7日，由中交三航局厦门分公司承建的福建省首个双模盾构区间——福州地铁4号线林浦站至城门站区间（以下简称“林城区间”）双线顺利实现贯通目标。

林城区间为单线单洞设计，左线长约2183米，右线长约2173米，盾构机从林浦站大里程端始发依次下穿福泉快速路、连坂村、三环线、城门村后到达城门站。隧道两端均为软土地质，中间洞段则为硬岩地质。

值得关注的是，为了满足软硬交替变化地层的施工需求，一台为福州地铁量身定制的双模盾构机——“三航盾6”应运而生。它集土压平衡（EPB）和硬岩掘进（TBM）两种功能模式于一身，可实现洞内模式转换，既是中交集团首例，也是福建省首例。

盾构机开挖直径为6.47米，整机长达125米，总重达650吨，足足有两层楼高。和常规单一模式的盾构机相比，“三航盾6”的“软硬兼施”体现在既能以EPB模式满足软土地层和上软下硬地层掘进，又能以TBM模式实现长距离超硬岩地层掘进。

为保障盾构施工，地铁工程处与研发单位通力合作，开展联合科研攻关，就各种技术难题进行针对性设计。施工过程中，地铁工程处主要负责盾构法区间隧道施工及始发接收相关事宜，项目部负责管片供应、渣土外运、对外协调等工作，合力攻坚确保了盾构施工的顺利进行。

千方百计“啃硬骨头”

盾构机穿越长度近1.3公里的全断面硬岩，是施工过程中最大的重难点。岩层硬度最高达193兆帕，几乎达到了坚硬如铁，盾构施工充满挑战。

地铁工程处和项目部多次邀请专家对施工方案进行科学论证，对掘进参数匹配性、刀具失效形式及磨损机理展开试验及分析，确定最合理的参数控制范围，有效降低了石渣石粉含量及刀具磨损速度。

施工过程中，根据地层情况，严格控制掘进参数，且每推进三环就进仓检查刀具，并对管片环号、点位及施工流程等进行严格控制，对管片壁后的建筑空隙采用跟葡萄大小的石头（豆粒石）进行填充灌浆，有效提高管片壁后回填密实度，避免了成型隧道轴线偏差、管片错台及渗漏水等质量缺陷。同时采用HSP声波反射法地质预报技术，对开挖面前方不良地质体进行预测以指导现场施工。

钢铁巨龙“华丽变身”

林城区间双模盾构机在掘进过程中需完成两次模式转换，先进行EPB 到TBM模式转换，再由TBM到EPB 模式的转换，并最终顺利完成盾构机接收。其中，左线盾构机于2020年4月完成EPB 到TBM的模式转换，这是该类型盾构机在福建省内首次成功完成洞内模式转换。

左线盾构机完成硬岩段的掘进施工后，根据施工组织需进行TBM到EPB模式转换，但目前国内该类型的双模转换施工参考实例较少。确定最佳转换点是模式转换的关键，盾构经理王建忠带领团队结合现有的盾构机掘进参数、姿态控制以及地质情况等资料进行分析。在一次次的模拟实验和地质补勘中，他们确定下了在出硬岩段5米处为最佳转换点，该处开挖面稳定，且符合模式切换安全性的最小距离。

模式转换前，地铁工程处召集专家研究，对相关操作人员进行技术交底培训、模拟模式转换操作教学等，组织参建各方召开专项条件验收，梳理各项准备工作，确保万无一失。历经15个日夜不间断操作，“三航盾6”正式由EPB模式转换为TBM模式。该掘进模式的转换节省了人力、物力，极大缩短施工工期，有效保障后续施工进度。

创新工艺“洞内拆机”

盾构机接收是盾构施工的最后一个重要环节。传统操作是将破洞门后的盾体停放在接收井，在户外进行盾构机的拆除吊装工作。但接收井的净长度仅有9.7米，而“三航盾6”盾体长达10.6米，远超接收井长度，不符合常规接收条件。

地铁工程处创新改变接收方式，在盾构机破洞门后，采用人工直接在洞内进行盾构机拆卸工作。这对项目的安全管理和施工组织都是极大的考验。

为此，地铁工程处制定更精细化的现场管理措施，对拆装工人进行多次安全交底，在洞口安装洞门密封装置，以防止地层及管片壁后浆液流失，进而保证洞内施工环境安全可靠。拆卸过程中，使用轴流风机，保证作业区的空气流通，确保了拆卸工作安全有序完成，为区间施工画上圆满句号。

据了解，林城区间作为福建省首个双模盾构双线贯通的区间，为福州地铁4号线下一阶段的施工打下坚实基础，林城双模盾构区间作为国内少数双模盾构施工成功案例，为中交集团后续双模盾构机施工作业提供了实践案例支撑。

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文章来源:人民日报

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