洪塘站至金牛山区间右线盾构顺利完成接收。东南网记者陈巧玲 摄

东南网10月25日讯(福建日报记者 张颖) 24日上午,福州地铁4号线后通段全线贯通仪式在4号线金牛山站举行,标志着洪塘站至金牛山区间(以下简称“洪金区间”)右线盾构顺利完成接收,福州地铁成功破解世界级盾构施工难题。

4号线后通段起于半洲站,终于凤凰池站,共设4座车站,全长约4.4千米。

其中,洪金区间隧道下穿闽江,仅440米的过江段为何攻坚了近3年?这是闽江江底极复杂的地质条件给出的世界级难题。

根据地质勘查情况显示,洪金区间过江段穿越2条横纵地质断裂带交汇点,犹如一座江底地质博物馆:盾构施工涉及27种隧道断面,需先后穿越黏土、粗砂、风化花岗岩、正长斑岩等21种地层,地质组合形式达66种。

地层变化快,忽软忽硬如开盲盒,岩体破碎极易垮塌,而且隧道所在地层与闽江水存在水力联系,岩体裂隙中存在江水渗漏通道,是业内盾构施工极为畏惧的工况,被中国工程院卢耀如院士评价为“世界级别难度穿江盾构”。

为破解难题,福州地铁邀请了国内顶级地质专家多次齐聚福州,前后组织召开各类专家咨询、评审会近40次。施工单位上海隧道工程有限公司抽调66名经验丰富的施工人员组成专班支援。

据介绍,洪金区间施工期间,曾发生江面冒泡险情6次,均化险为夷,这离不开随行“医护船”34个月的全天保障。

福州地铁4号线在国内过江盾构施工中首次使用了大型施工保障船。这艘载重560吨位的船,宽11米、长60米,配置发电机、注浆设备及共计超360吨的水泥、水玻璃和磷酸等注浆材料,为盾构穿江保驾护航。

如果把过江隧道看作一条脊柱,这艘船能够给骨节断裂的地方做注入骨髓泥的手术,将碎块状的石头固结起来,稳定地层。洪金区间施工期间,福州地铁累计注浆13000余立方米,平均盾构每环注入新浆400余立方米。

4号线后通段全线贯通。东南网记者陈巧玲 摄

福州地铁建设公司4号线1标标段长翁立炜告诉记者,截至目前,4号线后通段车站主体结构施工已完成,铺轨施工进度96.1%,风水电及装修施工进度96%,机电系统安装进度95%,车站附属工程施工进度97%。眼下正在紧密组织开展铺轨、风水电装修等一系列交叉施工作业,预计2025年底开通初期运营。

4号线后通段开通后,将在洪塘站与5号线实现换乘。4号线、5号线两个“半环”连接合成一个便捷的环线,市民可更快到达南台岛西部片区,从洪塘站到市中心东街口站用时不到20分钟,将极大提升市民出行效率,缓解交通压力。

关于4号线后通段小问答

既然隧道穿江这么难,为何不改设桥梁跨江而过?

福州地铁建设公司总经理王欣:洪金区间是串联鼓楼与仓山的必经之路,如果将盾构穿江改为架设桥梁,则盾构至少需要从距闽江两岸1公里处露出地面,将导致洪塘站、金牛山站无法设置,陆庄站、凤凰池站、建新站要作重大调整,使得4号线无法与5号线及后续规划线路换乘。

同时,区间所处闽江两端道路建筑物密集,如改设桥梁,会导致拆迁量大并占用城市主要通行道路,影响市民生活出行,因此只能选择盾构穿江。

在洪金区间施工中,碎石处理有多难?

盾构项目总工杨燚:洪金区间岩石平均强度达90兆帕,最高强度达203.8兆帕,造成机体刀盘刀具磨损严重。同时岩层成浆能力严重不足,泥浆携渣能力极差,切削下来的石块无法通过泥水循环系统带出来,滞留在泥水仓和气泡仓内堵塞环流。因此,不得不频繁组织人工开仓作业清除石块、更换受损刀具。

作业时,工人要承受着犹如在36米水下深潜的重压,进入盾构机前方的泥水仓,徒手破碎、清理、搬运石块。在穿戴防护衣具的基础上,人工开仓作业需严格按照国际标准长时间减压,每次开仓作业时间为5小时,其中有4小时的时间用于升压、减压,剩余1小时的时间干活,每班次进仓仅容3人。

在左线盾构掘进至665环时,工人遭遇了洪金区间盾构施工过程掉落的最大一块碎石,其尺寸达0.8米×0.6米×0.55米(约一台家用洗衣机大小),而进出闸门尺寸仅有0.65米×0.45米,石块强度高达161兆帕,重约700公斤,工人只能使用破石将石块化整为零,蚂蚁搬家式连续作业20天逐步清出石块。

据统计,洪金区间施工期间,共组织人工进仓3400余次,带压清理出石块2000余立方米,更换损伤刀具400余把。 

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“换乘之王”4号线

福州地铁4号线起于半洲站,终于帝封江站,全长28.4公里,设站23座,线路连接主城区重要节点,可实现与1号线、2号线、5号线、6号线的全线网换乘,可谓“换乘之王”。

作为全省地铁首条全自动运行线路,4号线列车采用国际最高等级(GoA4)全自动驾驶技术,可实现自动休眠、唤醒,自动出入站,自动开关车门并与站台门联动,自动检车以及自动洗车等功能,还可适应107个全自动场景运营组织模式,最高运行时速80公里。

2023年8月27日,4号线首通段正式载客运营,起于凤凰池站,终于帝封江站,全长24公里,设站19座。此次贯通的4号线后通段为4站3区间1场段。目前,洪塘停车场、半洲站、建新站以及半洲站至建新站区间、建新站至洪塘站区间均已完工。洪塘站及金牛山站正在进行出入口、风亭等附属工程施工和风水电安装、车站装饰装修、机电设备安装等工作。