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国内首条污水处理深隧:大东湖污水传输系统挺进地下51.5米


 4月,武汉东湖,一派春光如画,美景背后,是持续多年的生态保护。

    为保护东湖生态,2016年10月29日,大东湖核心区污水传输系统工程在洪山区二郎庙污水处理厂启动建设,预计工期30个月。未来大东湖核心区的污水,都将通过最深达49.23米的地下隧道,直奔新建的北湖污水处理厂,进行集中净化。

    时间过半,这条国内首创的污水深隧进展如何?

    9座竖井同步,昼夜挺进地下

    4月23日,在洪山区二郎庙污水处理厂,120余名建筑工人正在紧张施工。

    全线17.5公里的主隧工程,配套有9个竖井和9个盾构区间同步施工。这些竖井如同触角,将污水吸入主隧内,其深度均超过32米,5号竖井最大深度达51.5米,地下施工,挑战艰巨。

    23日深夜,记者探访施工最繁忙的3号竖井,现场工程车辆川流不息,施工人员人头攒动,材料堆场一望无边,灯光下一片繁忙,犹如白昼。

    沿着一段钢质楼梯,记者下到了3号竖井18米深的地下作业区。40余名工人正忙着绑扎钢筋和焊接施工,现场焊花飞溅,虽然夜间温度只有10摄氏度,但工人们依旧汗流浃背。两天时间里,他们将要完成近百吨钢筋的捆绑焊接任务。

    记者又来到6号竖井,此时吊车正在向地下吊装该竖井的地连墙钢筋笼,约50.95米高的巨大钢筋笼,缓缓吊进地下已经挖好的槽内,施工人员再往钢筋笼内灌混凝土,形成地连墙。“第五幅地连墙已经浇筑完成,前天吊装的第四幅地连墙钢筋笼,重达86吨。”技术员苏长毅介绍,此次6号竖井的地连墙,共22幅。作为一个地下工程,地连墙的作用就像一个“保护壳”,把竖井基坑四周围起来,防止地层变形和地下水渗透。一幅幅地连墙就像积木,需要一块块拼起来。

    近1.5公里的全断面硬岩,平均强度86.7MPa,最大强度达125MPa,岩石里施工,极其不易。“9个竖井同步施工,由于施工作业面小,近300名工人,分班轮流施工,40台冲击钻、挖土机等施工机械每天挖土最高达2000立方米,成桩4根,浇筑混凝土1000多立方米。”喧闹的施工现场,中建三局大东湖核心区污水传输系统项目负责人余南山声音嘶哑地介绍着工程进度。

    为确保万无一失,工人们常常需要24小时守候在土方开挖的作业面旁,随时观察有无渗水漏水情况,容不得半点疏忽。衣服湿透,鞋子全是水,腿脚麻木,但工人们从未退缩……

    创新施工显“十八般武艺”

    建设者在施工现场挥汗如雨的同时,另一支由30人组成的攻关小组,也在日夜鏖战。

    这是国内首条污水处理深隧,没有经验可以借鉴,常常会碰到很多新难题。“首先是盾构机,开挖隧道离不开盾构机,可污水深隧系统隧道口面积只有普通地铁隧道的四分之一,而埋深又是地铁的两倍。传统盾构机无用武之地。”项目总工程师刘开扬介绍。

    项目部联合盾构机厂大胆研发,深入讨论,最终确定分体始发方案:18节总长120余米的小型盾构机首先拆散,通过管路连接,分布在井下和地面,逐步下井掘进,在地下会合,实现整机掘进。

    由于污水在传送过程绝对不允许渗漏,工程对密闭性要求非常高。刘开扬介绍,“在高压传输时,必须像一根完全密闭的水管一样,17.5公里的结构不允许有任何孔隙和细小裂纹。我们称之为打造建筑业的‘瑞士手表’。”

    大东湖深隧项目为武汉四水共治重点项目,具有“深隧工程国内最长”“囊括基础工程施工工艺最全”“盾构条件最复杂”“盾构施工竖井最深”等特点。为此,建设者自主创新,在施工技术和管理方面实现多项首创,如:国内首次开展小直径盾构管片与二衬混凝土结构同步施工、超长距离垂直和水平混凝土送等。

    严西湖底的“溶洞暗战”

    “17.5公里,盾构需要穿越强风化泥质细粉砂岩、砾卵石、中风化灰岩等复杂地层区段,及岩溶区、湖区。”

    这是记者在施工图纸上看到的一段介绍。最让建设者们提心吊胆的,是有550米要穿越严西湖湖底,经过探测,该段溶洞密集,险象环生。

    刘开扬介绍,溶洞可谓是盾构施工的“隐形杀手”,稍有不慎就会导致盾构机“栽头”,影响隧道的成型、质量和性能,严重时还会导致隧道灌水,诱发安全事故。所以在盾构机穿越溶洞区时,必须详细探明溶洞的位置和大小。在严西湖湖底,处于岩溶强发育期,见洞率高达81.8%。“经过反复探测,我们研发出了一种处理水下岩溶的方案,在严西湖湖面填筑550米长、15米宽的钢板桩围堰,作为溶洞注浆加固处理平台,在湖底40米深处灌浆填充空隙。”对于这些盾构路上的“定时炸弹”,刘开扬和他的同事们已经有了破解之策。

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