哈尔滨地铁3号线西北环隧道全线贯通

  (记者 葛金鑫)28日6时28分，随着中交隧道局TJ2-1标北马路站至兆麟公园站左线盾构最后一环破洞而出，标志着哈尔滨地铁3号线西北环隧道全线贯通。为该条线路明年载客运营奠定了坚实基础。

  哈尔滨地铁3号线公里长。其中一级施工风险36个，均紧邻松花江。受松花江漫滩区“富水砂层”影响，地表水丰富，含泥沙量大，地质结构较为复杂，易出现涌水、涌砂及地表塌陷等现象，这给盾构掘进作业带来极大的风险及挑战。针对不同的旁边的环境及施工风险施工队分别选用“泥水盾构机”、“土压盾构机”进行沿江段地铁隧道掘进施工，攻克了隧道掘进遇到的诸多难题。

  地铁3号线西北环盾构期间完成了穿越松花江富水砂层、穿越哈牡高铁、哈佳高铁等6股铁路线，穿越老道外中华巴洛克历史建筑群以及高风险“锚索区”“群桩基础”等多项挑战。其中，河松街站施工现场地处前进路高架桥区域，前进路高架桥是连接松花江公路大桥江南通往江北的重要交通干道，每天车流量多达数万台次，施工中盾构机要侧穿前进路高架桥25个桥墩，面临诸多Ⅰ级风险源。为确保道路畅通和市民通行，原本平行施工的双线盾构隧道，改为上下叠落施工，这在东北三省盾构施工中尚属首例。

  为了破解这一难点问题，在河山街至河松街区间，中交一航局TJ2-6标项目部，先后采用了“一段平行、一段斜交、一段叠落”的施工工艺，隧道上行线呈现“弧形”曲线，隧道下行线呈现“V”字形曲线，这给施工带来了相当大的技术方面的要求和施工难度。未解决这一问题，在上区间施工前对叠落段部位采用深孔注浆工艺，上、下行区间隧道夹层土体做加固稳定，确保上区间施工安全及下区间隧道稳定。同时在上区间掘进施工时，在下区间隧道内采用移动式支撑台车对下区间隧道进行支撑，以减小上区间掘进时对下区间隧道的影响。

  “随着哈尔滨地铁3号线西北环隧道全部贯通，下一步，哈尔滨地铁西北环将以轨道铺设、机电等工程为主，预计年底前实现‘轨通’，2024年底全线开通运营。”哈尔滨地铁集团建设分公司经理助理陈培军告诉记者。

  在河松街至公路大桥区间，盾构施工位于前进路高架桥路段，要侧穿27个桥桩，桩基托换1个桥桩。每一个桥桩都是一个风险源，最近的一个桥桩离施工点只有1.8米，其中，52号桥桩处于盾构范围内，需对既有桥桩进行“桩基托换”，此项技术在国内都属罕见。为确保盾构施工安全，哈尔滨地铁集团与中交一航局多次组织专家反复研究论证，制定了专项实施工程的方案及突发事件应急预案。在盾构侧穿桥桩的过程中，采用“克泥效”工艺，有很大效果预防了桥桩和路面沉降，达到了设计的基本要求，顺利完成了盾构侧穿27个桥桩，正穿桩基托换1个桥桩。

  在河山街至河松街、河松街至公路大桥两个区间，建两个上下叠落式隧道，这在东北地区尚属首例。由于该路段施工现场地处前进路高架桥，是连接松花江公路大桥通往江北的重要交通干道，每天车流量多达数万台。为了确认和保证道路畅通和减少因地铁施工对前进路高架桥的影响，原本平行施工的双线盾构隧道，改为上下叠落施工，面对在叠落区间存在“小间距、小半径、小沉降”及“埋深大、水压大、风险大”等风险与挑战，哈尔滨地铁集团与中交总经理部，聘请国内行业专家现场研判，最终确定了“叠落式”实施工程的方案。通常情况下，地铁隧道分左右线两条平行，由于受前进路高架桥及沿线建构筑物影响，在河山街至河松街843米、河松街至公路大桥934米施工路段中，只能设计为上下两个叠落式区间隧道。为保障叠落区间隧道掘进，要求上、下隧道间距不能低于2米，上隧道盾构在施工前需完成中间夹层土体注浆，确保地基承载力，契合设计标准；同时，上隧道盾构施工时，下隧道内需采用支撑台车进行顶部支撑，确保叠落区间施工安全稳定性很高、可靠。为了破解这一难点问题，在河山街至河松街区间，中交一航局TJ2-6标项目部，先后采用了“一段平行、一段斜交、一段叠落”的施工工艺，隧道上行线呈现“弧形”曲线，隧道下行线呈现“V”字形曲线，这给施工带来了相当大的技术方面的要求和施工难度。未解决这一问题，在上区间施工前对叠落段部位采用深孔注浆工艺，上、下行区间隧道夹层土体做加固稳定，确保上区间施工安全及下区间隧道稳定。同时在上区间掘进施工时，在下区间隧道内采用移动式支撑台车对下区间隧道进行支撑，以减小上区间掘进时对下区间隧道的影响。为确保上、下行区间隧道按照设计轴线掘进施工，不出现偏离轴线的质量事故，严格按照设计及规范要求定时进行联系测量作业，确保上、下区间隧道顺利贯通。

  哈尔滨地铁3号线西北环的河山街站至河松街站隧道周围环境复杂，与普通的平行隧道不同，这里是两条上下叠落的隧道，联络通道的结构及形式类似于字母C。联络通道通常设置在两条隧道之间，起到连通、应急、排水及防火作用，大多数采用水平冻结+矿山法的开挖构筑。C型联络通道上下区间的冻结孔均设置在一侧，地上、地下需同时做加固，以形成良好的冻结帷幕。常规的工艺不能够满足C型联络通道的构筑要求，具有冻结孔位多，开挖工序转换次数多等特点。C型联络通道采用“全冷冻”暗挖施工，这在我们国内尚属首例。针对这种异形结构暗挖的情况，实施工程单位利用先进的冷冻技术解决了地下富水砂层的问题，采用人工制冷原理，把降低至-28的盐水打入地层中，在联络通道周围形成一个完整的冻土帷幕，隔绝了地下水的联系，施工在这种状态下进行。这处C型联络通道结构顶部覆土有将近15米的厚度，开挖最大深度达34米。土方开挖量是常规叠落通道的七倍，结构工序结构及形式很复杂，结构体量又大，需要三次到四次的施工工序转换。通过采取TRD止水帷幕明挖法、RJP工法、钻孔咬合桩明挖、地连墙止水帷幕明挖法、沉井法等工法。

  地铁3号线西北环盾构掘进要穿越哈牡高铁、哈佳高铁等6股铁路线，哈齐客专高铁桥，这对盾构施工是一项极大挑战。盾构穿越太平桥～靖宇公园区间的高速铁路线mm；穿越北马路～兆麟公园区间的高铁桥桩沉降值达到1.8mm。在太平桥～靖宇公园区间掘进时，土压盾构双线平曲线下穿高速铁路路基段，盾构掘进沉降控制、线形控制极其困难。为保证盾构的平稳下穿，实施工程单位通过试验段摸索分析，总结精细化掘进参数，穿越段应用“克泥效”工法和“自动化监测实时反馈系统”，及时填充了盾构掘进的建筑空隙，同时根据实时的监测信息来动态的指导掘进参数，最终盾构以0.5-1mm的微沉降标准快速顺利完成穿越，高标准地完成了穿越任务；在北马路～兆麟公园区间掘进时，面临高铁停运的重大风险，实施工程单位采用“克泥效”工法和大比例同步注浆填充加固，对盾构掘进的建筑空隙及时同步地进行填充，降低地面沉降，并将穿越段管片调整为多孔注浆管片，能够全方位多角度的对地层做补充注浆，同时，在隧道与桥桩之间进行深孔注浆隔离加固，降低隧道施工对桥桩的影响。最终在参建单位的精细化管控下，在多重措施的重拳组合下，盾构顺利完成双线穿越，实现了高铁桥桩的零沉降。

  盾构穿越老道外中华巴洛克历史建筑群这一项挑战更严峻。在靖宇公园～寺、靖宇五道街、北马路区间盾构掘进区域，“义顺元”“同济商场”“老鼎丰”“亨得利眼镜行”“世一堂”“靖宇典当行”等百年老建筑，结构及形式差，基础埋深浅，龟裂墙壁、水泥剥落、砖石尽现，一、二级风险建筑多达102处，多数已列为C级、D级危房。地铁集团与中交总经理部，格外的重视保护历史老建筑，多次邀请业内专家进行咨询论证，对施工参数和控制措施不断摸索优化，通过采用型钢加固危房、隔离桩稳定危房基础、预埋袖阀管补偿注浆、大比例同步注浆填充壁后、多孔管片深孔注浆限制沉降、自动化监测实时监控等技术措施，顺利完成了靖宇街沿线老旧历史建筑群的盾构穿越，经过过程及后期监测多个方面数据显示，建筑物沉降很好地控制在±5mm范围，结构状态稳定。

  盾构机(穿山甲)掘进也有犯难的时候，面对暗藏地下20余米深的原某建筑施工留下的“锚索”(钢丝绳)、“群桩”等诸多风险源，要攻克层层“壁垒”谈何容易？

  “盾构掘进，只有进路，没有退路。”这是地铁3号线西北环中交隧道局给自己定下的“规矩”。哈尔滨地铁集团与中交隧道局，多次组织行业专家，深入施工现场改，对盾构掘进遇到的问题与风险进行研判，形成了多项实施工程的方案，在“穿山甲”掘进中，逐个破解施工难题。

  在靖宇五道街～北马路区、兆麟公园区间，盾构掘进时遇到316.8延米，约735根地产施工遗留锚索(钢丝绳)侵入区间隧道，造成盾构机无法正常通过。经过多次方案比选和专家咨询论证后，选择从旋挖钻切索回填注浆、盾构机改造和掘进参数优化等方面入手。针对富水砂层锚索拔除出现塌孔、地表沉降等问题，采用高压旋喷桩对锚索进行固结，然后用旋挖钻将锚索先破断后取出，最后对旋挖钻孔回填砂浆，地层静压注浆来稳固地层；针对泥水盾构切割锚索群出现的锚索切断困难、刀盘被困和地面易沉降的问题，对盾构机进行了刀盘刀具及环流系统适应性增强改造；在盾构穿越锚索区的过程中，通过优化泥浆、推力、扭矩、速度、注浆参数和增加监测频率等措施，顺利平稳地完成了锚索区穿越。

  在北马路～兆麟公园区间左线盾构始发过程中，遭遇了地层中153根建筑群桩(水泥柱子)的阻挠，导致盾构机停滞被困。为确保施工风险最低和区间早日贯通，经各方研讨和专家咨询论证，采用了全套管全回转钻机对障碍桩进行拔除，清障后回填砂浆；对被扰动的地层进行静压注浆加固，并选用适应能力更强的盾构机反向掘进，减少障碍桩清障造成的工期浪费，最终顺利完成拔桩区穿越，实现了盾构的接收。