穿越水下溶洞区，下穿既有运营线，长沙地铁3号线又有新突破

特约记者〡

穿越最复杂水下溶洞区

长沙地铁3号线一期工程阜埠河站至灵官渡站区间成功穿越目前国内最长最复杂水下溶洞区，开创了国内同类工程施工先河，这也标志着长沙地铁已成功攻克3号线一期工程控制性难点，为3号线一期工程开通试运营奠定了坚实的基础。

阜埠河站～灵官渡站区间线路总长2.65公里，盾构施工中须穿越湘江、溶洞发育区和断裂带，区间线路长、工期紧、地层及周边环境复杂。湘江岩溶发育区位于国家5A级景区橘子洲梅园内及湘江西河汊，地处湘江水源二级保护地带，总长为323米，主要为3亿年前泥盆纪形成的石灰岩及白垩纪形成的砂砾岩。该施工区域地质复杂，号称“地质博物馆”。岩溶区宛如一个巨大的蜂巢，溶洞见洞率高达80.6%，是普通岩溶区见洞率的几倍，平均每隔1米就有一个溶洞，为国内外罕见。整个橘子洲岩溶区溶洞及溶蚀空洞分布位置及深度无规律，构造形态不同，大都为多层溶洞或多层溶蚀空洞，溶洞埋深最浅的为2.5米，溶洞最大洞高达22.46米，相当于8层楼高。

这是长沙地铁施工中难度最为集中、岩溶地质最为复杂的区间，下穿区段地层变化大，埋深大，水头压力高，必须保证盾构机下穿湘江过程中不能出现冒顶、主轴承密封击穿、隧道进水等问题。

面对巨大施工风险，长沙地铁组织各方在设备选型、水上岩溶处理等方面做了大量工作。为了适应高水压、长距离、大埋深和湘江复杂水下岩溶发育区的施工，有效控制地面沉降，保护好湘江水资源环境，项目选用了国内自主技术的泥水平衡盾构。

同时，长沙地铁成立科技攻关小组，与中南大学联合，开展设计、施工研究与科技攻关，并聘请国内知名专家对盾构穿越岩溶发育地段风险进行多次反复论证，最终确定了水上钢平台江面注浆施工方案。江面搭设固定平台直接处理，缩短了施工工期，减小了行洪和环保的影响。通过搭建近六千平方米的施工平台，将溶洞处理由水上施工化为“陆地”施工等系列方案，有效解决了水下溶洞注浆处理的技术难题。江面注浆所在区域为湘江水源保护区，长沙地铁开发溶洞复杂地层成孔新技术，同时通过对各种注浆材料的检测、分析及实验，既起到很好的加固效果，又避免了对江水的污染。

在掘进过程中，长沙地铁组织施工单位联合中南大学，采用神经网络预演盾构掘进参数，有效指导盾构后续地层参数设定；通过加强渣样对比分析、严格控制泥浆指标等措施，对掘进参数不断总结和优化；严格控制同步注浆，保证注浆压力和注浆量，及时跟进二次注浆，提升盾构掘进管控水平。在盾构穿越整个岩溶区的过程中，盾构姿态控制良好，未出现盾构“栽头”和“陷落”等重大风险情况。

3号线一期工程阜埠河站至灵官渡站区间隧道全长约2650米，是长沙地铁史上首次采用泥水平衡盾构施工的区间，也是全国首个长距离水下溶洞区盾构施工的区间。此次盾构成功穿越溶洞区填补了长沙地铁泥水平衡盾构机使用的空白，对今后相同条件下的盾构施工技术管控具有重要意义，也为类似水下溶洞区的加固和泥水平衡盾构机的使用提供了宝贵坚实的工程经验。

水上钢平台图

下穿重叠既有运营线路

两条地铁线路位置之间有多少种关系？最常见的一种就是两条线路交叉，诞生了大家所熟知的换乘站。例如长沙地铁的1号线与2号线在五一广场站“十”字相交，还有就是3号线与1号线在换乘站侯家塘站相重叠。

长沙地铁3号线一期工程灵官渡站～侯家塘站区间～东塘站区间总长约2.04公里，与1号线在此盾构区间中有近900米的重叠施工段，3号线盾构施工需下穿已运营的1号线。其中，灵官渡-侯家塘区间需下穿1号线重叠段约721米，侯家塘站-东塘区间重叠段约114米。侯家塘站接收及始发段均为重叠段，区间隧道与1号线区间最小竖向净距仅为5.5米，地面上是繁忙的劳动西路，其盾构施工难度在长沙地铁乃至全国尚属首例。这也是国内盾构施工首次长距离下穿重叠既有运营线路。

施工期间，为保证3号线盾构的安全掘进与1号线的安全运营，长沙地铁充分做好各项安全措施。在下穿地铁1号线前，组织3号线建设公司、运营公司以及相关参建单位人员多次深入地铁1号线隧道进行全面排查，针对可能发生的渗漏水及裂缝情况做好加固和应急预案。另外严格控制盾构掘进参数，确保通过时不出现机械故障。同时及时多次进行二次注浆，注浆点主要集中于拱顶部位，严格控制注浆量和注浆压力，最大限度降低施工风险。

目前，长沙地铁3号线灵官渡站-侯家塘站区间双线已成功下穿1号线，侯家塘站-东塘站区间左线也已完成下穿，右线将于2018年3月1日盾构始发。

还要攻克哪些难题？

除了穿越几亿年形成的溶洞区和已运营的地铁1号线，长沙地铁3号线还需要攻克哪些难题？

下穿武广高铁浏阳河隧道。湘龙站-星沙站区间盾构下穿武广高铁浏阳河隧道，下穿高铁隧道为全国首例。为尽量可能减少对高铁隧道的影响，这也是3号线一期工程风险控制重中之重。

下穿京广铁路高架桥。烈士公园东站-丝茅冲站区间盾构下穿京广铁路框架桥，框架桥为碎石换填基础，下部无桩基础，盾构施工难点极大，这也是3号线一期工程施工控制的难点。

石油管线迁改。星沙文体中心站-黄兴大道站区间在东七路东侧有中石油西气东输忠武线潜湘支线，必须对该管线需做永久迁改。目前，该管线迁改工作已经取得了巨大进展，新改迁管道基本完成敷设，新管道与盾构交叉的位置已经做好了专项保护，预计2018年3月可正式完成此管线迁改。

3号线一期工程全长约36.5公里，起至坪塘站，穿过湘江，进入侯家塘、东塘等城市核心商圈，与2号线、1号线分别换乘于长沙火车站、侯家塘站，止于龙角路站。工程穿越长沙市岳麓区、天心区、雨花区、芙蓉区、开福区和长沙县，共设车站25座，全部为地下线。目前除侯家塘站在1号线施工时同步完成，剩余24个站点中，15座车站已经完成主体结构施工，22台盾构机正在掘进，10个区间双线贯通。