题记：前路莫测——险滩、暗礁、陷阱、荆刺，挡不住严谨果敢建设者的脚步；冰城地铁环线闭环迫在眉睫、时不可待，只有敢于亮剑，勇于跨越，别无选择。
2023年6月28日6时28分，随着中交隧道局TJ2-1标北马路站至兆麟公园站左线盾构最后一环破洞而出，标志着哈尔滨地铁3号线西北环隧道全线贯通。
地铁隧道盾构掘进施工是一项“看不见、摸不到”的地下工程，“风险与挑战”如影相随，无处不在。哈尔滨地铁3号线西北环共13公里长，盾构穿越松花江富水砂层过程中，面临暗藏地下的“锚索”“群桩基础”等障碍，以及能看得见的运营高铁线、道外老旧历史建筑群地面建筑物等风险。地铁建设者不认怂、不退却，以“黄沙百战穿金甲、不破楼兰终不还”的气魄，和敢于拼搏、勇于当担的精神，战胜了一个个困难，捷报频传，创造了哈尔滨地铁建设史上的奇迹。
自哈尔滨地铁3号西北环投入建设以来，每一个节点、每一次打通、每一个区域，都在争分夺秒的建设中受到关注。西北环地下隧道打通都经历了哪些困难，创造了哪些奇迹？近日，记者走进哈尔滨地铁，听技术专家揭开鲜为人知的“地下秘密”。
在河松街至公路大桥区间，盾构施工位于前进路高架桥路段，要侧穿27个桥桩，桩基托换1个桥桩。每一个桥桩都是一个风险源，最近的一个桥桩离施工点只有1.8米，其中，52号桥桩处于盾构范围内，需对既有桥桩进行“桩基托换”，此项技术在国内都数罕见。为确保盾构施工安全，哈尔滨地铁集团与中交一航局多次组织专家反复研究论证，制定了专项施工方案及突发事件应急预案。在盾构侧穿桥桩的过程中，采用“克泥效”工艺，有效防止了桥桩和路面沉降，达到了设计要求，顺利完成了盾构侧穿27个桥桩，正穿桩基托换1个桥桩。
叠落式隧道上下实景图
在河山街至河松街、河松街至公路大桥两个区间，建两个上下叠落式隧道，这在东北地区尚属首例。由于该路段施工现场地处前进路高架桥，是连接松花江公路大桥通往江北的重要交通干道，每天车流量多达数万台。为了确保道路畅通和减少因地铁施工对前进路高架桥的影响，原本平行施工的双线盾构隧道，改为上下叠落施工，面对在叠落区间存在“小间距、小半径、小沉降”及“埋深大、水压大、风险大”等风险与挑战，哈尔滨地铁集团与中交总经理部，聘请国内行业专家现场研判，最终确定了“叠落式”施工方案。通常情况下，地铁隧道分左右线两条平行，由于受前进路高架桥及沿线建构筑物影响，在河山街至河松街843米、河松街至公路大桥934米施工路段中，只能设计为上下两个叠落式区间隧道。为了保障叠落区间隧道掘进，要求上、下隧道间距不能低于2米，上隧道盾构在施工前需完成中间夹层土体注浆，确保地基承载力，符合设计标准；同时，上隧道盾构施工时，下隧道内需采用支撑台车进行顶部支撑，确保叠落区间施工安全性能稳定、可靠。为了破解这一难点问题，在河山街至河松街区间，中交一航局TJ2-6标项目部，先后采用了“一段平行、一段斜交、一段叠落”的施工工艺，隧道上行线呈现“弧形”曲线，隧道下行线呈现“V”字型曲线，这给施工带来了相当大的技术要求和施工难度。为了解决这一问题，在上区间施工前对叠落段部位采用深孔注浆工艺，上、下行区间隧道夹层土体进行加固稳定，确保上区间施工安全及下区间隧道稳定。同时在上区间掘进施工时，在下区间隧道内采用移动式支撑台车对下区间隧道进行支撑，以减小上区间掘进时对下区间隧道的影响。为确保上、下行区间隧道按照设计轴线掘进施工，不出现偏离轴线的质量事故，严格按照设计及规范要求定期进行联系测量作业，确保上、下区间隧道顺利贯通。
完全叠落段示意图
创新研发全国首个“全冷冻”叠落式“C型”联络通道
哈尔滨地铁3号线西北环的河山街站至河松街站隧道周围环境复杂，与普通的平行隧道不同，这里是两条上下叠落的隧道，联络通道的结构形式类似于字母C。联络通道通常设置在两条隧道之间，起到连通、应急、排水及防火作用，大多数采用水平冻结+矿山法的开挖构筑。C型联络通道上下区间的冻结孔均设置在一侧，地上、地下需同时进行加固，以形成良好的冻结帷幕。常规的工艺不能满足C型联络通道的构筑要求，具有冻结孔位多，开挖工序转换次数多等特点。C型联络通道采用“全冷冻”暗挖施工，这在我们国内尚属首列。针对这种异形结构暗挖的情况，施工单位利用先进的冷冻技术解决了地下富水砂层的问题，采用人工制冷原理，把降低至-28的盐水打入地层中，在联络通道周围形成一个完整的冻土帷幕，隔绝了地下水的联系，施工在这种状态下进行。这处C型联络通道结构顶部覆土有将近15米的厚度，开挖最大深度达34米。土方开挖量是常规叠落通道的七倍，结构工序结构形式比较复杂，结构体量又大，需要三次到四次的施工工序转换。通过采取TRD止水帷幕明挖法、RJP工法、钻孔咬合桩明挖、地连墙止水帷幕明挖法、沉井法等工法。
C型联络通道
地铁3号线西北环盾构掘进要穿越哈牡高铁、哈佳高铁等6股铁路线，哈齐客专高铁桥，这对盾构施工是一项极大挑战。盾构穿越太平桥～靖宇公园区间的高速铁路线沉降控制标准仅3mm；穿越北马路～兆麟公园区间的高铁桥桩沉降值达到1.8mm。在太平桥～靖宇公园区间掘进时，土压盾构双线呈80度夹角以R300平曲线下穿高速铁路路基段，盾构掘进沉降控制、线形控制极其困难。为保证盾构的平稳下穿，施工单位通过试验段摸索分析，总结精细化掘进参数，穿越段应用“克泥效”工法和“自动化监测实时反馈系统”，及时填充了盾构掘进的建筑空隙，同时根据实时的监测信息来动态的指导掘进参数，最终盾构以0.5-1mm的微沉降标准快速顺利完成穿越，高标准的完成了穿越任务；在北马路～兆麟公园区间掘进时，面临高铁停运的重大风险，施工单位采用“克泥效”工法和大比例同步注浆填充加固，对盾构掘进的建筑空隙及时同步的进行填充，降低地面沉降，并将穿越段管片调整为多孔注浆管片，能够全方位多角度的对地层进行补充注浆，同时，在隧道与桥桩之间进行深孔注浆隔离加固，降低隧道施工对桥桩的影响。最终在参建单位的精细化管控下，在多重措施的重拳组合下，盾构顺利完成双线穿越，实现了高铁桥桩的零沉降。
老道外建筑
盾构穿越老道外中华巴洛克历史建筑群这一项挑战更严峻。在靖宇公园～清真寺、靖宇五道街、北马路区间盾构掘进区域，“义顺元”“同济商场”“老鼎丰”“亨得利眼镜行”“世一堂”“靖宇典当行”等百年老建筑，结构形式差，基础埋深浅，龟裂墙壁、水泥剥落、砖石尽现，一、二级风险建筑多达102处，多数已列为C级、D级危房。地铁集团与中交总经理部，高度重视保护历史老建筑，多次邀请业内专家进行咨询论证，对施工参数和控制措施不断摸索优化，通过采用型钢加固危房、隔离桩稳定危房基础、预埋袖阀管补偿注浆、大比例同步注浆填充壁后、多孔管片深孔注浆限制沉降、自动化监测实时监控等技术措施，顺利完成了靖宇街沿线老旧历史建筑群的盾构穿越，经过过程及后期监测数据显示，建筑物沉降很好的控制在±5mm范围，结构状态稳定。
自动化监测点布设
盾构机（穿山甲）掘进也有犯难的时候，面对暗藏地下20余米深的原某建筑施工留下的“锚索”（钢丝绳）、“群桩”等诸多风险源，要攻克层层“壁垒”谈何容易？
“盾构掘进，只有进路，没有退路。”这是地铁3号线西北环中交隧道局给自己定下的“规矩”。哈尔滨地铁集团与中交隧道局，多次组织行业专家，深入施工现场改，对盾构掘进遇到的问题与风险进行研判，形成了多项施工方案，在“穿山甲”掘进中，逐个破解施工难题。
在靖宇五道街～北马路区、兆麟公园区间，盾构掘进时遇到316.8延米，约735根地产施工遗留锚索（钢丝绳）侵入区间隧道，造成盾构机无法正常通过。经过多次方案比选和专家咨询论证后，选择从旋挖钻切索回填注浆、盾构机改造和掘进参数优化等方面入手。针对富水砂层锚索拔除出现塌孔、地表沉降等问题，采用高压旋喷桩对锚索进行固结，然后用旋挖钻将锚索先破断后取出，最后对旋挖钻孔回填砂浆，地层静压注浆来稳固地层；针对泥水盾构切割锚索群出现的锚索切断困难、刀盘被困和地面易沉降的问题，对盾构机进行了刀盘刀具及环流系统适应性增强改造；在盾构穿越锚索区的过程中，通过优化泥浆、推力、扭矩、速度、注浆参数和增加监测频率等措施，顺利平稳的完成了锚索区穿越。
锚索处理
在北马路～兆麟公园区间左线盾构始发过程中，遭遇了地层中153根建筑群桩（水泥柱子）的阻挠，导致盾构机停滞被困。为确保施工风险最低和区间早日贯通，经各方研讨和专家咨询论证，采用了全套管全回转钻机对障碍桩进行拔除，清障后回填砂浆；对被扰动的地层进行静压注浆加固，并选用适应能力更强的盾构机反向掘进，减少障碍桩清障造成的工期浪费，最终顺利完成拔桩区穿越，实现了盾构的接收。
“建地铁就是建城市，地铁向前延伸一小步，城市发展迈出一大步”。采访中记者深深地感悟，为了这“一小步”，地铁建设者不知付出了多少艰辛和汗水。哈尔滨地铁集团和中交总经理部，以“奔着问题去，迎着困难上”的责任与担当，“步步常伴逆境行，始知造物欲其成”，他们之所以能在逆境中砥砺前行、开拓进取、创造奇迹，是因为他们深知地铁施工建设“没有退路，只能成功...”鲜花与掌声的背后，全是艰辛、智慧和意志。
撰稿：耿占东 刘金玲
