1月20日，由中國鐵建所屬中鐵十四局集團施工的長沙地鐵3號線盾構隧道成功穿越目前國內最長最復雜水下溶洞區，開創了國內同類工程施工先河，標志著國內水下隧道施工難度大、風險高的控制性難點成功攻克，為地鐵最終開通運營奠定了基礎。

搭設水上鋼平臺

長沙地鐵3號線穿越湘江巖溶發育區位于國家5A級景區橘子洲梅園內及湘江西河汊，地處湘江水源二級保護地帶，總長為323米，主要為3億年前泥盆紀形成的石灰巖及白堊紀形成的砂礫巖。該施工區域地質復雜，號稱“地質博物館”。巖溶區宛如一個巨大的蜂巢，溶洞見洞率高達80.6%，是普通巖溶區見洞率的幾倍，平均每隔1米就有一個溶洞，為國內外罕見。整個橘子洲巖溶區溶洞及溶蝕空洞分布位置及深度無規律，構造形態不同，溶洞埋深最淺的2.5米，最深達22.46米，相當于8層樓高，每天約有4000立方米涌水。

“這是長沙地鐵施工中難度最為集中、巖溶地質最為復雜的區間，為了適應高水壓、長距離、大埋深和湘江復雜水下巖溶發育區的施工，有效控制地面沉降，保護好湘江水資源環境，項目選用了國內先進的泥水平衡盾構。”中鐵十四局長沙地鐵3號線項目負責人師慶彬表示。項目先期對溶洞區進行地表注漿和江面注漿填充處理，溶洞區共計注漿鉆孔3000余根，注漿約8萬立方米。

穿越湘江溶洞區示意圖

項目部成立科技攻關小組，與中南大學、山東大學聯合，開展施工研究與科技攻關。聘請國內知名專家對盾構穿越巖溶發育地段風險進行充分論證，最終確定了水上鋼平臺施工方案。中南大學教授、湖南省巖石力學與工程學會副理事長陽軍生表示，“江面搭設固定平臺直接處理，溶洞處理施工周期短，汛期影響小，對行洪影響小，施工風險低。”項目部通過搭建近六千平方米的施工平臺，將溶洞處理由水上施工化為“陸地”施工等系列方案，有效解決了淺溶洞區鋼管樁打設的技術難題。

在掘進過程中，項目部聯合中南大學，采用神經網絡預演盾構掘進參數，在盾構機內增設超前探測鉆孔，對掘進前方進行至少15米的探測，有效規避了施工風險。項目通過加強渣樣對比分析、嚴格控制泥漿指標等措施，對掘進參數不斷總結和優化；嚴格控制同步注漿，保證注漿壓力和注漿量，及時跟進二次注漿，提升盾構掘進管控水平。

此次盾構長距離成功穿越溶洞區，填補了泥水平衡盾構機使用的空白，對今后相同條件下的盾構施工技術管控具有重要意義，也為國內類似水下長距離溶洞區條件下的工程施工提供了寶貴的經驗。