地鐵4號線(xiàn)一期工程途經(jīng)倉山、臺江、鼓樓、晉安，串聯(lián)起福州中心城區交通要道，備受市民關(guān)注。呈東北半環(huán)的線(xiàn)路將與西南半環(huán)的5號線(xiàn)閉環(huán)，未來(lái)和多條放射狀線(xiàn)路實(shí)現換乘，打通榕城地下“任督二脈”。線(xiàn)路長(cháng)28.4公里，均沿地下敷設，其中在鰲峰洲站至花海公園站、金牛山站至洪塘站兩處均面臨穿越閩江的艱巨任務(wù)。去年10月中旬，鰲峰洲站至花海公園站已完成盾構雙線(xiàn)過(guò)江。完成過(guò)江后，盾構機立即投入復雜的設備改裝。據悉，上月底，4號線(xiàn)正式啟動(dòng)金牛山站至洪塘站（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“金洪區間”）再度下穿閩江的工程。海都君從福州地鐵集團了解到：

　　雖然地鐵1號線(xiàn)、2號線(xiàn)、5號線(xiàn)等都曾數次穿江，積累了大量盾構施工經(jīng)驗，但閩江底異常復雜的地質(zhì)構造，還是讓建設者在金洪區間遇到前所未見(jiàn)的水下難題。

　　獨特的水文環(huán)境在短短450米穿江路埋藏下多達12種的不同地質(zhì)，途中盾構隧道還要行經(jīng)兩條斷裂帶交叉點(diǎn)。為保障此段盾構過(guò)江安全，福州地鐵組建專(zhuān)項“盾構小組”，并7次邀請國家級院士、專(zhuān)家組成專(zhuān)項顧問(wèn)小組，分析事故案例，預判、提示風(fēng)險點(diǎn)，并提出解決方案，對施工組織、應急預案等予以全面深入的論證、指導。

　　院士專(zhuān)家團隊支高招

　　巧過(guò)兩縱橫斷裂帶交叉點(diǎn)

　　地鐵過(guò)江，掘地百尺。4號線(xiàn)金洪區間始發(fā)點(diǎn)位于洪山大橋北側下游，此處閩江底暗藏多條地質(zhì)斷裂帶，盾構在掘進(jìn)過(guò)程中將穿越兩條縱橫斷裂帶的交叉點(diǎn)。從事地質(zhì)鉆研工作數十年的地質(zhì)勘察專(zhuān)家賴(lài)樹(shù)欽介紹，與4號線(xiàn)接近平行的一條斷裂帶從金牛山往閩侯方向延伸，在地質(zhì)上被稱(chēng)作“張性斷裂帶”，這種斷裂帶具有極強導水性的特征，似一條“暗河”；另一條從金牛山往大夢(mèng)山方向的斷裂帶屬于“壓性斷裂帶”，具有阻水性，似條大壩在此攔水?！?號線(xiàn)過(guò)江時(shí)，隧道剛好經(jīng)過(guò)這兩條斷裂帶的交叉點(diǎn)，地質(zhì)不斷變化，忽軟忽硬?！辟?lài)樹(shù)欽感嘆，盾構隧道受江底暗河及閩江水雙向夾攻，給施工增加了風(fēng)險。為給4號線(xiàn)再度過(guò)江保駕護航，中國工程院院士，工程地質(zhì)、水文地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)學(xué)家盧耀如，中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì )工程實(shí)例專(zhuān)委會(huì )主任委員竺維彬等國內頂級地質(zhì)專(zhuān)家多次齊聚福州，給金洪區間盾構過(guò)江支招。

　　面對種種難題，專(zhuān)家組對金洪區間盾構重、難點(diǎn)，施工技術(shù)組織和應急預案“把脈問(wèn)診”，提出因地制宜優(yōu)化盾構選型，并對盾構機進(jìn)行設備改造，有針對性地提出對施工流程追本溯源，在施工前期就加強安全監督把控，掘進(jìn)過(guò)程要嚴格按照施工方案落實(shí)落細各項措施，確保全流程按既定計劃開(kāi)展。

　　“CT掃描”讓“擋路石”顯形

　　提前爆破便于后續施工

　　為確保4號線(xiàn)再過(guò)閩江盾構施工方案實(shí)施的穩定性，在金洪區間施工前，施工方使用地震波跨孔層析成像(CT)給閩江底做了個(gè)掃描，增補了24個(gè)勘探點(diǎn)，更精準定位此段過(guò)江“擋路石”，為掃除障礙做好準備。盾構機吊裝

　　補勘定位后，福州地鐵組織施工單位對江底“大塊頭”硬巖進(jìn)行定點(diǎn)爆破，確保其破碎顆粒直徑小于30厘米，爆破后再采用優(yōu)質(zhì)砂漿對爆破孔進(jìn)行封孔處理?！伴}江底地質(zhì)情況變化很大，且巖石大小各異，強度不一，若強行推進(jìn)，將有可能損壞盾構機的刀盤(pán)，影響施工進(jìn)度，所以提前掃清擋路石很重要?！?號線(xiàn)項目負責人說(shuō)。鰲江區間右線(xiàn)盾構機刀盤(pán)吊裝

　　“CT掃描”不僅可以在盾構施工前為打碎擋路石當“哨兵”，而且這項技術(shù)還是盾構機掘進(jìn)過(guò)程中的“預言家”，由于此段江底富含12種地質(zhì)變化，要求盾構機操作員根據“CT掃描”結果顯示的地質(zhì)狀況，結合盾構機所處實(shí)時(shí)位置，每10分鐘做一次動(dòng)態(tài)調整。同時(shí)，保持盾構指揮控制中心、總工程師、技術(shù)員三者實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)，確保盾構過(guò)江安全。

　　泥水站難尋立足之地

　　巧藏山林減少擾民

　　福州地鐵相關(guān)人士介紹，4號線(xiàn)盾構再度過(guò)江，為應對閩江江底復雜地層，采用了復合式泥水平衡盾構機，先將泥漿打入刀盤(pán)，與盾構時(shí)挖掘出的泥土混合，再通過(guò)管道引出后，將這些厚泥漿稀釋成薄漿?！耙瓿蛇@項工程，我們要在金牛山站建一座泥水分離站，占地約3000平方?！?號線(xiàn)項目負責人感嘆，金牛山站位于金牛山公園前，為減小對交通出行的影響，圍擋面積很小，不具備建泥水站場(chǎng)地條件，如何將泥水站建成，成了4號線(xiàn)施工中不得不面對的又一難題。泥漿篩分系統設備

　　“我們向山借地，將泥水站固控設備包在棚子里，壓濾設備則選放在山里，讓泥水站噪音遠離居民區，從而最大限度減小對周邊居民生活的影響?！痹撠撠熑苏f(shuō)，泥水站配套設備較多，占地面積大，通過(guò)見(jiàn)縫插針布局，巧妙避開(kāi)金牛山上的保護樹(shù)種，減小對生態(tài)環(huán)境的影響。

　　定制化改造盾構機“鳥(niǎo)槍換炮”

　　復合刀盤(pán)應對12種地質(zhì)

　　為讓盾構機適應江底12種地質(zhì)變化，福州地鐵對機身進(jìn)行全面定制化改造，使其能應對全斷面軟土到全斷面硬巖從軟至硬的多類(lèi)型地質(zhì)斷面。根據專(zhuān)家意見(jiàn)，對盾構機選型再次優(yōu)化，選用復合式泥水盾構，施工方耗時(shí)6個(gè)月對盾構刀盤(pán)、刀具進(jìn)行了提升改造，配備46把重型滾刀，同時(shí)在刀盤(pán)面板焊接12毫米的耐磨復合板，又在外周全覆蓋了50毫米的耐磨合金和保護刀，提高刀盤(pán)的耐磨性。此外，施工方還在排漿口配置了鱷式破碎機，可將大小碎石打成小于15厘米的顆粒排出沖洗口。鰲江區間右線(xiàn)盾構機刀盤(pán)吊裝

　　據了解，盾構機在始發(fā)和接收作業(yè)期間，通常在洞門(mén)處實(shí)施加固施工，一般是按照盾構機長(cháng)度設置，盾構機多長(cháng)，洞門(mén)加固就多長(cháng)。但因過(guò)閩江周邊環(huán)境復雜，為了確保盾構始發(fā)時(shí)或接收時(shí)洞門(mén)密封不漏水,在盾構進(jìn)洞時(shí)采用一種特殊的封門(mén)形式，即在洞門(mén)加一長(cháng)約11.5米的鋼套筒，將盾構機裝在鋼套里進(jìn)行盾構作業(yè)，即使出現險情，也可確保盾構機安全。值得關(guān)注的是，在進(jìn)入閩江底前，盾構機將以5毫米/分鐘的速度（比正常掘進(jìn)速度慢10倍）掘進(jìn)，這種施工的精細程度甚至不亞于刺繡，采取小心翼翼的“慢動(dòng)作”避免該段盾構過(guò)閩江發(fā)生沉降現象。

　　氣壓工江底帶壓換刀

　　如在水下30米移百斤重物

　　施工方介紹，金洪區間施工不僅考驗盾構機的設備性能，更對施工人員的操作提出極高的要求。海都君了解到，此段盾構過(guò)江，福州地鐵選用復合式泥水平衡盾構機，已進(jìn)行定制化改造，其特制刀頭具備在復雜地質(zhì)結構中掘進(jìn)的條件?！半m然盾構機裝備升級，但在這次施工期間，我們還要面臨工人在江中心附近進(jìn)行水下?lián)Q刀作業(yè)的重大挑戰。屆時(shí)，將對盾構機進(jìn)行加壓處理，氣壓工要承受相當于在30米深水下的壓力，同時(shí)完成給盾構機更換重達百余斤的刀頭?！表椖肯嚓P(guān)負責人坦言，這對人的生理和心理承受力都是極大的挑戰。福州地鐵4號線(xiàn)鰲江區間雙線(xiàn)貫通，工人們正在清理盾構機上的泥土，為拆解轉場(chǎng)做準備

　　為保障換刀作業(yè)安全和盾構施工順利推進(jìn)，福州地鐵將組織6個(gè)班組24名氣壓工實(shí)施加壓換刀作業(yè)?！皳Q刀前，我們要先建緩壓艙，修建過(guò)程中，必須避開(kāi)所有的滲透點(diǎn)，同時(shí)，對緩壓艙周?chē)目p隙用特質(zhì)泥漿進(jìn)行填充，保障緩壓艙處于完全密封的環(huán)境中?！痹撠撠熑烁嬖V記者，氣壓工在進(jìn)入緩壓艙作業(yè)前，先進(jìn)行加壓適應，之后開(kāi)始換刀。帶壓換刀作業(yè)中，氣壓工單次正常有效作業(yè)時(shí)間不超過(guò)2小時(shí)，即使在吊機的協(xié)助下，換刀作業(yè)效率也不高，承受的風(fēng)險卻很大，這對該段盾構掘進(jìn)技術(shù)和安全管控能力提出極高的要求。

　　為保安全加強應急措施

　　“救援船”江面隨行守護江底盾構

　　預知金洪區間盾構過(guò)江風(fēng)險重重后，除了提前加固江底地質(zhì)、破除孤石、改造盾構機刀盤(pán)等，施工方還做足了應急救援的準備。

　　設備保障方面，福州地鐵首次使用江面隨行應急保障船，在這艘500噸位的船上搭建起一個(gè)寬11米、長(cháng)60米的救援平臺，可供險情出現時(shí)第一時(shí)間為江底注漿的大型救援設備等使用。待盾構開(kāi)始過(guò)江，這艘功能強大的“救援船”將全程如影隨形，在江面守護江底盾構安全掘進(jìn)。施工組織方面，針對可能出現的險情更是嚴陣以待，在盾構始發(fā)前就做足制度建設、人員組織、應急演練等各項工作。應急預案從施工方、地鐵公司、市級做到全覆蓋無(wú)死角，同時(shí)根據預案的分級響應機制，定期組織不同風(fēng)險等級的應急演練。

　　人員方面，地鐵公司組織施工單位全員戒備，過(guò)江期間24小時(shí)安排分管領(lǐng)導及技術(shù)人員值班待命，為這段步步驚心的盾構過(guò)江之旅保駕護航。除了兩站四區間的盾構穿越閩江

　　4號線(xiàn)建設還存在諸多難點(diǎn)

　　亟待攻克

　　01

　　林城區間下穿多處建筑

　　還遭遇1.28公里“最硬的石頭”

　　林浦站至城門(mén)站（林城區間），該區間左線(xiàn)長(cháng)2183.439米，右線(xiàn)長(cháng)2173.981米，將采用2臺雙模式盾構機施工。盾構機從林浦站始發(fā)，沿線(xiàn)建筑密集，依次下穿福泉快速路、連坂村、三環(huán)線(xiàn)城門(mén)村后到達城門(mén)站。

　　盾構機在左線(xiàn)盾構時(shí)，將遇到長(cháng)度達1280米的硬巖段，其巖石強度達到了170至190兆帕。一般高架橋的硬度是60兆帕左右，這里的巖石硬度達到了高架橋的三倍，是最硬的石頭。此外，林城區間全斷面硬巖段長(cháng)度超過(guò)了1公里，且是連續硬巖，因此選用可根據不同地質(zhì)條件進(jìn)行模式轉換的雙模式盾構機，從而提升掘進(jìn)效率。

　　此外，林城區間上軟下硬基巖段和軟土段，既要嚴格控制掘進(jìn)參數，又要嚴格控制出土量，防止地面出現沉降。

　　02

　　侵入盾構隧道范圍內的

　　白馬河橋樁基拔除施工

　　陸莊站至西門(mén)站區間長(cháng)度553.72米，區間隧道位于楊橋中路，該區間計劃2021年3月從陸莊站始發(fā)，預計2021年5月下穿白馬河橋后到達西門(mén)站。

　　“盾構始發(fā)前，我們對盾構區間地質(zhì)情況和現場(chǎng)條件進(jìn)行復核時(shí)，發(fā)現楊橋路白馬河橋中間2.5米寬的拼寬橋樁基侵入右線(xiàn)區間隧道內，故需要拔除該橋梁樁基?！?號線(xiàn)項目負責人表示，將對此拼寬橋進(jìn)行拆除重建，減小對地鐵盾構施工的影響，在保障施工安全的同時(shí)還要確保行人交通順暢。

　　交通導改是此次白馬河橋改造施工中最為困難的任務(wù)，按照占道“借一還一”的原則，需在白馬河橋南側修筑臨時(shí)鋼便橋，以保證白馬河橋拆復建施工期間，楊橋路白馬路交叉口車(chē)道數不變，將對交通的影響降至最低。據悉，白馬河拼寬橋的改造施工計劃于2021年春節前完成。

　　03

　　城門(mén)站下穿地鐵1號線(xiàn)既有站點(diǎn)

　　兩者間距僅0.34米

　　城門(mén)站為地下三層車(chē)站，該車(chē)站隧道下穿1號線(xiàn)城門(mén)站底部，采取暗挖法，作業(yè)時(shí)距1號線(xiàn)車(chē)站底板墊層僅0.34米，兩隧道之間易形成滲水通道，需要提前施作隔水措施；整個(gè)過(guò)程必須每時(shí)每刻監控1號線(xiàn)城門(mén)站沉降情況，不容絲毫馬虎。

　　此處設計方案復雜，施工難度大，是4號線(xiàn)控制性工程。為了確保下穿既有站點(diǎn)的施工、運營(yíng)安全，福州地鐵于2020年7月28日、8月8日先后兩次邀請權威專(zhuān)家對該工程施工方案進(jìn)行論證、評審，經(jīng)過(guò)專(zhuān)家質(zhì)詢(xún)討論，綜合考慮多方面因素，目前下穿通道方案已基本確定。

　　04

　　4號線(xiàn)多個(gè)站點(diǎn)位于市中心

　　周邊環(huán)境復雜施工難度大

　　西門(mén)站、東街口站、省立醫院站位于楊橋路西二環(huán)路以東、五四路以西的市中心繁華地段，車(chē)站外圍環(huán)境復雜，鄰近重要建筑物多，道路交通流量大、管線(xiàn)密集，交通疏解、管線(xiàn)改遷難度極大。施工期間，為減小對周邊交通和環(huán)境的影響，車(chē)站施工采用全蓋挖逆作法，逆做蓋板，恢復交通，再做地下結構，最大限度減小圍擋面積，保障市中心通勤條件，減輕社會(huì )交通壓力；同時(shí)，按照“一站一方案”的設計理念，在保障施工順暢的前提下，采用多次交通導改，最大限度保證道路通行寬度及車(chē)流順暢，分階段精細化施工，將對周邊出行的影響降至最低。

　　自2018年進(jìn)場(chǎng)施工以來(lái)，市中心三個(gè)站點(diǎn)已經(jīng)完成多次交通導改，管線(xiàn)遷改42次，遷改管線(xiàn)多達一千余根。

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