本报采访人员 盛 利 通 讯 员 陈 娴 张俊刚

　　第二看台

　　近日 ， 成都地铁9号线培风站至成都西站区间左线施工的“奋进二号”盾构机 ， 成功从下方穿越正在运营中的地铁4号线并顺利出洞 ， 实现了双线顺利贯通 。

　　作为成都地铁有史以来盾构施工风险最大的下穿工程之一 ， 该项目施工中首次引入光纤陀螺仪监测管棚、特殊浆液控制沉降技术 ， 创新中空锚杆深层注浆和精确定位控域注浆技术 ， 将掘进过程中道床的沉降值控制在了4毫米以内 ， 成为成都地铁穿越施工中沉降值最小的穿越施工 。 这一工程奇迹如何诞生？近日 ， 科技日报采访人员走访了相关项目施工单位 。

　　在运营地铁下“钻洞”

　　成都地铁9号线培成区间盾构下穿既有地铁4号线 ， 是成都地铁有史以来盾构施工风险最大的下穿工程之一 ， 对沉降的精准控制更是此次施工最大的技术难点 。

　　“盾构下穿影响区域长达48米 ， 正穿长度长达18米 ， 其中实施下穿施工作业的9号线与正在运行的4号线 ， 最小净距只有3.65米 。 而更加困难的是施工洞门距地铁4号线仅8米 ， 意味着盾尾尚未脱离地铁线路正下方 ， 刀盘就要出洞 ， 同步注浆压力无法保持 ， 盾尾沉降很大 。 ”项目施工方、中铁八局城通公司成都地铁9号线项目党工委书记张俊刚说 。

　　“施工中 ， 盾构机还需要穿越大粒径、高强度、高富水、强透水的富水砂卵石地层 ， 安全风险极高 ， 穿越难度极大 ， 稍有不慎就会造成地铁线路沉降超标 ， 危及行车安全 。 ”张俊刚说 ， 按地铁运营标准要求 ， 要确保4号线正常运营 ， 必须将沉降值控制在4毫米以内 ， 相当于2只铅笔芯直径相连的高度 。

　　多项组合技术实现“毫厘不差”

　　“差之毫厘失之千里” ， 对于参与此次施工的建设者而言 ， “一毫一厘”都事关重大 。 在盾构掘进期间 ， 9号线项目部会同多名专家 ， 运用多项科技“法宝” ， 对沉降进行精准把控 。

　　“首先是要瞄得准 ， 即控制偏差 。 ”该项目副总工喻兵说 ， 根据设计文件 ， 隧道左、右线区间共计90根管棚 ， 长度达40米 ， 为防止管棚侵入4号线结构或9号线刀盘掘进范围 ， 施工时必须将管棚垂直、水平偏差以及管棚角度偏差严格控制在1度范围内 。 为此该项目在管棚施工采用光纤陀螺仪定向 。 喻兵说 ， 常规的测量手段采用水位连通管 ， 精度差且无法进行水平偏差测量 ， 施工前项目引进光纤陀螺测斜仪进行管棚精度控制 ， 该仪器测量精度可达0.1度 ， 精度高、重量轻、测量过程便捷、输出成果快 ， 能有效控制管棚偏差 ， 确保管棚绝对不侵入盾构掘进范围 。

　　同时 ， 施工区域特殊的富水砂卵石地层 ， 也是发生沉降的不稳定因素 。 喻兵表示 ， 本次施工使用的土压平衡盾构机开挖直径为6.98米 ， 盾尾直径为6.93米 ， 可谓“头大尾小” 。 由于盾体直径小于开挖半径 ， 盾构机体通过富水砂卵石地层下穿既有4号线期间 ， 会出现4号线隧道底部脱空的情况 ， 从而导致隧道下沉 。

　　“要防止因隧道底部脱空造成沉降影响地铁运营安全 ， 科学的填充材料和工法是关键 。 ”喻兵说 ， 施工方使用的特殊浆液由合成钠基黏土矿物、纤维素衍生剂等材料构成 ， 将高浓度的泥水材料与强塑剂分别以配管压送到盾体径向孔处 ， 2种液体混合后 ， 瞬间形成高黏度又全硬化的可塑性黏土 ， 形成具有支撑力的高黏度塑性挡水性胶化体后 ， 将其在盾构机掘进的过程中同步注入到盾体外 ， 以填充盾体与土体之间的间隙 。

　　注浆加固是严控沉降的一项关键工序 ， 传统的洞内深层注浆技术是在盾构机盾体和后配套台车完全通过后 ， 采用风钻在管片吊装孔打入钢管进行后续注浆加固 。 “这种方式往往要等盾构机完全通过后才能实施 ， 此时沉降可能已经发生且不可逆转 。 ”项目施工方、中铁八局城通公司工程部彭静峰说 ， 为在盾构掘进期间同步实现深层注浆加固 ， 本次施工中创新使用了特制锚杆深层注浆技术 ， “简单地说 ， 该技术就是在盾构机盾体通过后 ， 即在盾构机桥架位置使用特制的手持式打孔设备 ， 从上方的管片吊装孔打入锚杆进行注浆 ， 这样既能确保在沉降发生初期阶段稳定住地层 ， 也能保证加固效果” 。