北京首次盾构长距离不截流穿湖隧道胜利贯通

12月10日，随着地铁14号线枣营站至朝阳公园站左线隧道的顺利贯通，北京市政路桥市政集团四公司承建的盾构不截流长距离下穿朝阳公园湖施工胜利告捷，创造了本市地铁建设史上在不排水的情况下盾构超长距离成功穿越公园湖的纪录，节约了富贵的地址水资源，取得了显著的经济和社会效益，对今后探索特殊环境下的盾构施工具有深远的影响和指导意义。特别值得一提的是，穿湖施工所用的“利器”——2台6.14米土压平衡盾构机，由施工方北京市政路桥市政集团四公司研制，并具有自主知识产权。

地铁14号线19标工程分“一站两区间”，双线盾构区间全长大概5.8公里。其中枣营站向北至东风北桥站区间，6米盾构机需穿越朝阳公园北湖，穿越长度592米;枣营站向南至朝阳公园站，需穿越朝阳公园南湖，穿越长度为587米。由于地铁施工需要挖出双方向列车通行的两条隧道，一共完成了总长约2.4公里的四次下穿，占盾构区间总里程的40%以上。朝阳公园湖区水域面积近68公顷，湖底无衬砌，平均水深2.2米，覆土不足隧洞直径的1.5倍，远浅于通常要求的2倍距离，隧道顶部距湖底最近处只有7.6米，湖底完全处于盾构施工的强扰动区，而穿湖最大沉降及差异沉降值需严格控制在30毫米以内，并且朝阳公园毗邻使馆区和商务区，政治、经济、社会影响大，如此大的施工难度、如此高的施工风险，使得北京首次进行的盾构不截流4次穿越朝阳公园南北湖区施工，成为决定19标区间能否顺利贯通、14号线能否按时通车的关键节点。

为保障穿湖施工万无一失，北京市政集团专门成立了“穿湖施工领导小组”、“穿湖科研小组”，调集集团范围内具有丰富盾构施工经验的专家骨干，先后多次组织召开内外部专家论证会、技术交流会、方案研讨会，反复推敲，层层优化，制定详细周密的施工计划和应急处理预案。同时，启动“三级联动”安全预警机制，一旦发现突发情况，做到“项目部、四公司、集团”同步掌握信息，各方联合及时采取应对措施，公司层面更是选派一名副总经理轮流驻守项目部，现场督战指挥。

除了管理和组织上的支持，在具体施工操作层面，此次穿湖也是采取了多种保障措施。其中一项就是提前设定穿湖“实验段”，以取得第一手资料，即在盾构掘进到达湖底前，先完成100米的试验段掘进。期间，技术人员密切监测土层变化，得出穿湖盾构最稳妥的控制指标，为盾构穿湖施工提供数据支持。

因为，试验段与湖底的土层具有连续性，所以，当正式穿湖时，操作人员便通过已经掌握的试验段监测数据对盾构机的各项掘进参数进行对照"摸索"，进而调整盾构土压、推力、注浆量等参数，通过微调掘进速度、力度以及加强底层塑流化改造等，严格保持合理的掘进参数。同时，为保证施工绝对安全，穿湖时施工人员将多个带有磁环探头标尺的“监测管”从地面下穿到隧洞周围，实时监控施工过程中的沉降数据。此外，为了减少双线盾构同步推进给湖底土质早晨影响，同时避免相互扰动，每次穿湖的两台盾构机均被安排相距大约400米的“一前一后”向前推进，这样大大提高了穿湖施工的安全系数，有效降低了施工风险。

在项目全体职工的共同努力下，14号线19标穿湖工程实现了盾构单日掘进26环、单周掘进141环、隧道拱顶微沉降的施工记录，打赢了一场漂亮的胜仗。这是继两年前地铁9号线3标攻克无水大粒径漂卵砾石复杂地层盾构掘进的世界难题后，北京市政集团四公司又一次以雄厚的盾构研发和施工实力，以及丰富的盾构施工经验、高精尖的人才队伍，再次书写了北京地铁建设历史的新篇章。

在提问环节，中国市政工程网记者就首次盾构长距离不截流穿湖隧道贯通的意义和行业影响力进行了了解，北京市政集团总工程师孔恒博士提到四点：首先，北京地区首次真正意义上盾构长距离穿湖施工。盾构在不截流条件下长距离穿朝阳公园湖，水域面积四环以内最大，水下盾构施工超过180天，不同于短距离穿湖渠，有“距离长、覆土浅、水位高、风险大、时间长、概率高”的特点。其次，长距离穿湖工程可借鉴的经验少，北京地区尚为空白。通过调研江苏、天津、广东、以及上海地区越江隧道等国内现状，发现工程特点“相同少、不同多”，因此，探索并开创北就盾构水下施工技术、信息化施工技术、数值模拟技术等，挑战性很大。因而也成为14号线中的“重中之重”和“难中之难”，为北京盾构施工“里程碑式”的难题。第三，盾构长距离曲线穿湖，运营车型加宽，施工要求更高。盾构曲线穿湖施工，14号线车型采用A型车，较以往车辆加宽200mm，限界苛刻，对施工质量要求更高，且盾构纠偏易造成湖底与开挖面连通，发生盾构淹水风险。最后，盾构长距离穿湖为一级环境风险。湖底隧顶处于富水砂层，属敏感地层，对沉降控制要求较严格，盾尾漏水风险高，施工风险大，易发生螺旋机喷涌、盾尾漏浆、隧道上浮、湖床大机种坍塌等危险，稍有不慎，将严重影响工程安全及环境安全。同时，孔博士提到北京市政四公司自主研发盾构机的能力逐步增强，在北方施工单位当中，这是首次自己利用自己参与研发的盾构机进行施工。

在最后，北京市市政四建设工程有限责任公司总经理陈希林针对公司盾构研发能力进行了介绍，他提到到目前为止随着参与建设的地铁项目不断增多，在不同的项目施工中北京市政四公司积累了丰富的实地经验，目前公司的盾构研发能力主要体现在设计环节上针对具体工程提出自己的理念，主要体现在自主知识产权上。在生产和制造环节，更多的是通力合作和配套制造，随着整个盾构研发人才队伍的不断壮大，在集团的领导下，市政四公司将参与更多的工程积累经验，进一步提高盾构研发和制造能力!