揭秘武汉万里长江公铁第一隧江底掘进遇到了什么

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　　原标题：揭秘！“万里长江公铁第一隧”江底掘进遇到了什么

　　武汉地铁7号线一期原计划2017年底开通试运营，但2017年年初，通车时间调整，主要原因是越江隧道施工进度滞后。

　　7号线一期越江隧道被誉为“万里长江公铁第一隧”。2016年国庆节期间，中央电视台《超级工程Ⅱ》纪录片第一集《中国路》曾聚焦报道。这一“超级工程”，在长江江底遇到了什么？4月20日上午，记者多方采访，揭秘背后故事。

　　复杂地质：“上软下硬”+遇水膨胀泥岩

　　 两年更换刀具4000多把

　　武汉地铁集团二级项目经理倪正茂介绍，盾构机始发不久，就遇到复杂地质：在长约1360米的江底地下，同时分布着强度极高的砾岩和黏性极大的泥岩，两者如同“钻石层”和“年糕团”，一方面快速磨损盾构机的刀具，另一方面又结成泥饼贴在刀盘上，大大增加盾构机地下切割的难度。 分布断面最宽处超过13米，超过盾构机面积80%，给施工带来极大的困难。

　　统计数据显示，从2016年11月开始，盾构机掘进速度由每天8环16米快速下降，到2017年6月，长时间出现1天仅能掘进1环2米的情况。而即便只能往前推进1米，这也是每把刀具在刀盘上一天不间断旋转、累计切割10公里后产生的。

　　“上软下硬”地层，以前越江施工中也遇到过，但7号线盾构机太大，施工难度呈几何倍数放大。

　　项目部院内，摆放着一排排废弃的刀具，都有不同程度损坏：150公斤的圆形滚刀被磨成方形，60公斤的刮刀被磨成秃刀，有些甚至硬生生地折断……项目部负责人介绍，从盾构始发至今，两年时间里，累计更换4000多把刀具。

　　为剖解长江隧道独有的地质层对盾构机造成的影响，武汉地铁集团邀请中国科学院院士孙钧，中国工程院院士钱七虎、陈湘生及国外著名盾构专家等组成专家团队剖析难题。根据专家建议，进行4项革新，一是调整刀具配置，使切、削、刮、磨更加有效；二是向刀盘注入化学药剂，消解泥饼；三是增加流量加强对刀盘的冲洗；四是增加工业气，阻止渣土在刀盘面板上黏连，缓解泥饼产生。

　　2017年8月6日，经过两个月改造后的盾构机开始复推，当天掘进距离即达到4环8米，众人击掌相庆。 此后，盾构机掘进速度不断提升，逐步恢复常态。

　　 突发险情：盾构机被击穿，灌进水和砂

　　 潜水员进入法兰罐找原因

　　2017年8月11日，盾构机在江底掘进，现场工人们听到很大的水响声。 怎么会有水声？出了什么问题？ 情急之下，工人们立刻关闭盾构机仓门，将盾构机刀盘及其后的法兰罐与后方隧道隔离。

　　短短1分钟之内，整个345立方米大的法兰罐就被江水和江砂灌满，“要不是仓门关闭及时，后果不堪设想！”项目部负责人惊出一身冷汗。接下来的三天，潜水员多次进入法兰罐内，终于找到原因：原来，坚硬的砾岩层在盾构机刮刀强大压力作用下产生反作用力，将刮刀刀桶螺栓拉断，导致刀桶直接弹进法兰罐内，盾构机被击穿，江水、江砂立刻涌进罐内。

　　“这是之前从未遇到的情况……没人会信，这么大的盾构机，怎么可能会被石头打掉刀桶？”倪正茂说。 最终，脱落的刀桶重新被固定，法兰罐内的水和砂也被清走，盾构机掘进恢复正常。 吃一堑，长一智，考虑到江底砾岩硬度超普通混凝土三四倍，为杜绝类似突发情况，盾构机每推进5环10米，工作人员就要检查一次刮刀刀桶螺栓。

　　为确保万无一失，技术人员决定在刮刀后方加一层保护罩，“哪怕刮刀螺栓断裂，刀桶反弹后被保护罩挡住，也不会完全弹退至法兰罐内，在盾构机上形成一个窟窿。” 安装上去的保护罩很快显示出其威力。2018年1月12日，左线隧道施工过程中，再次发生刮刀螺栓断裂。由于安装了保护罩，刀桶未全部弹出，没有造成法兰罐浸没的情况，仅用4个小时，盾构施工恢复正常，工程风险化解于无形之中。(湖北日报全媒记者 汪 洋 通讯员 常敏 袁永华)