華北大地，一根根墩柱拔地而起，天津至濰坊高速鐵路一路穿山過(guò)河，無(wú)數(shù)建設(shè)者正堅(jiān)守崗位向著既定目標(biāo)奮斗。

潛龍破滄浪，津門啟長(zhǎng)虹。5月19日，開挖直徑達(dá)13.8米的“津城一號(hào)”盾構(gòu)機(jī)順利下穿海河。至此，津?yàn)H高鐵津沽海河隧道掘進(jìn)里程超5000米。

自2024年1月18日盾構(gòu)始發(fā)以來(lái)，中鐵十四局建設(shè)者克服鹽田高腐蝕環(huán)境、復(fù)雜多變地層等施工難題，以科技創(chuàng)新與工匠精神書寫著建設(shè)“千里海河第一隧”的故事。

“金鐘罩”破解高鹽腐蝕難題

在天津?yàn)I海新區(qū)海河沿岸，是200平方公里的鹽田，攻克鹽田的高腐蝕地層，成為建設(shè)者面臨的首要難題。

津沽海河隧道全長(zhǎng)約6.7公里，其中鹽田段長(zhǎng)達(dá)3000多米，占了隧道總長(zhǎng)的一半。“盾構(gòu)一始發(fā)就下穿鹽田，鹽池區(qū)域地層含鹽量大，對(duì)盾構(gòu)設(shè)備和鋼筋混凝土抗腐蝕性和穩(wěn)定性要求非常高?！睋?jù)該項(xiàng)目負(fù)責(zé)人劉志堅(jiān)介紹，鹽田段地層含鹽量最高達(dá)正常值的160倍，其中密布的氯化物離子對(duì)盾構(gòu)設(shè)備與混凝土管片具有極強(qiáng)的腐蝕性，普通鋼材在此環(huán)境中極易“生銹潰爛”。

被鹽田包圍的隧道盾構(gòu)始發(fā)井（中鐵十四局隧道公司 供圖）

如果把泥水平衡盾構(gòu)機(jī)的工作原理比作血液循環(huán)，那么，泥漿泵就是“心臟”，泥漿就是“血液”，泥漿管路就是“血管”。“津城一號(hào)”是泥水平衡盾構(gòu)機(jī)，掘進(jìn)過(guò)程中，需要靠泥漿將盾構(gòu)刀盤切削下來(lái)的高鹽分土體攜帶回地面，極易出現(xiàn)高鹽分土體將“心臟”或“血管”腐蝕穿孔的問(wèn)題。此外，成型隧道長(zhǎng)時(shí)間浸泡在鹽田中，管片與鹽水充分接觸，如何保證盾構(gòu)機(jī)和成型隧道能經(jīng)受住長(zhǎng)時(shí)間高腐蝕的考驗(yàn)，是建設(shè)團(tuán)隊(duì)始發(fā)前的一項(xiàng)重要課題。

“我們的主要思路就是給盾構(gòu)機(jī)和成型隧道穿上‘金鐘罩’，把它們和高腐蝕性的鹽水給隔絕開?！苯?jīng)過(guò)反復(fù)研究、論證，劉志堅(jiān)帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)漸漸理清了頭緒——要逐項(xiàng)梳理出與鹽分直接接觸的部位，有針對(duì)性地進(jìn)行加強(qiáng)處理。

他們對(duì)盾構(gòu)機(jī)管路進(jìn)行加厚耐磨處理，為關(guān)鍵部件噴涂三層防腐涂層，同時(shí)在每片管片外壁涂刷納米級(jí)防水涂料，并將同步注漿系統(tǒng)升級(jí)為雙液漿技術(shù)，漿液初凝時(shí)間縮短至原來(lái)的四分之一，加速形成全方位包裹管片的致密保護(hù)層，極大地提升了隧道抗?jié)B防腐等級(jí)。

見招拆招應(yīng)對(duì)地層“變臉”

“掘進(jìn)扭矩值在逐步升高！”當(dāng)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)至1400環(huán)時(shí)，盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入粉細(xì)砂與黏土交界面，監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)掘進(jìn)扭矩值在一天內(nèi)由5500千?！っ字饾u升至一萬(wàn)千?！っ住?/p>

“是輸渣系統(tǒng)出現(xiàn)了問(wèn)題！”盾構(gòu)施工經(jīng)驗(yàn)豐富的現(xiàn)場(chǎng)負(fù)責(zé)人王北北清楚，泥水平衡盾構(gòu)機(jī)遇到黏土地層，很容易出現(xiàn)“水土不服”的問(wèn)題。經(jīng)檢查，盾構(gòu)機(jī)12根刀盤沖洗管路中，有8根已經(jīng)完全堵死，局部結(jié)泥餅嚴(yán)重，渣土堆在開挖倉(cāng)底部，導(dǎo)致渣土滯排。

建設(shè)者在盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中巡視檢查盾尾（中鐵十四局隧道公司 供圖）

智能系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)應(yīng)急模式，優(yōu)化排渣方式，調(diào)整刀盤轉(zhuǎn)速……經(jīng)過(guò)10小時(shí)鏖戰(zhàn)，終于平穩(wěn)渡過(guò)危險(xiǎn)區(qū)段。此后，在盾構(gòu)機(jī)穿越粉細(xì)砂與黏土層的5個(gè)月期間，王北北帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)與這類問(wèn)題交鋒了近200次，直至盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)至2100環(huán)，進(jìn)入了粉細(xì)砂層，全新的困難迎面襲來(lái)……在盾構(gòu)掘進(jìn)期間，建設(shè)者不停應(yīng)對(duì)不同地層，如此循環(huán)往復(fù)。

“我們盾構(gòu)機(jī)穿越的地層就像‘變臉’一樣變幻莫測(cè)，堪稱‘地質(zhì)博物館’。”王北北介紹道，盾構(gòu)掘進(jìn)過(guò)程中，歷經(jīng)淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂地層、黏土地層、黏土夾粉細(xì)砂層、液化性強(qiáng)的富水砂層等近10種地層，且不同地層之間多次重復(fù)切換。

“淤泥質(zhì)粉質(zhì)黏土層就像軟糯的‘黏糕’，很容易導(dǎo)致盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)失控；粉細(xì)砂地層則像‘流沙陷阱’，隨時(shí)可能引發(fā)涌水涌砂險(xiǎn)情；黏土夾粉細(xì)砂層的‘夾擊’，容易出現(xiàn)刀盤結(jié)泥餅現(xiàn)象……”王北北說(shuō)，不同的地層給施工帶來(lái)的困難千差萬(wàn)別，需要“對(duì)癥下藥”，制定不同的應(yīng)對(duì)措施。

精準(zhǔn)施策智取“液態(tài)迷宮”

海河是天津的母親河，是華北地區(qū)最大的水系，也是我國(guó)七大河流之一。盾構(gòu)機(jī)穿越河面寬度達(dá)267米，粉砂地層滲透系數(shù)高，地層自穩(wěn)性差，掘進(jìn)過(guò)程中極易出現(xiàn)超挖現(xiàn)象，若開挖倉(cāng)壓力控制不當(dāng)易出現(xiàn)擊穿河底的情況，導(dǎo)致河水倒灌進(jìn)盾構(gòu)機(jī)內(nèi)，打破泥水平衡，不僅使盾構(gòu)施工陷入“癱瘓”，也會(huì)對(duì)海河造成嚴(yán)重污染。

“施工過(guò)程中，我們就像黑夜中穿梭在‘液態(tài)迷宮’內(nèi)?！表?xiàng)目總機(jī)械師李成威說(shuō)，建設(shè)團(tuán)隊(duì)不僅要克服海河斷裂帶、軟土震陷及液化層等復(fù)雜不良地質(zhì)，還需要嚴(yán)控泥漿泄漏和地層擾動(dòng)，減少對(duì)鄰近既有公路隧道——中央大道海河隧道的影響。

“這里是海河的‘心臟地帶’，容不得半點(diǎn)閃失?！边@句話一直縈繞在李成威心間。

盾構(gòu)機(jī)成功穿越千里海河（中鐵十四局隧道公司 供圖）

針對(duì)184米的海河斷裂帶特殊地質(zhì)段，建設(shè)團(tuán)隊(duì)定制高強(qiáng)管片，增設(shè)注漿孔，同時(shí)將同步注漿填充系數(shù)提升至均值兩倍以上。為確保盾構(gòu)機(jī)順利穿越海河，他們還設(shè)置試驗(yàn)段，依據(jù)盾構(gòu)機(jī)各部位受力特點(diǎn)及施工需求，精心配置差異化注漿配比策略，提升盾構(gòu)密封油脂注入量，結(jié)合超細(xì)水泥漿徑向注入技術(shù)精準(zhǔn)補(bǔ)償?shù)貙訐p失，最終實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)安全順利穿越海河。

如今，津沽海河隧道正靜臥碧波之下，一環(huán)環(huán)向終點(diǎn)延伸。不久的未來(lái)，津?yàn)H高鐵將建成通車，渤海灣畔的時(shí)空距離將被再次壓縮，京津冀協(xié)同發(fā)展的脈搏將跳動(dòng)得更加有力。