厦门地铁3号线本月底开通运营 土建工程难度大，施工创国内纪录
地铁3号线过海段海底隧道开挖时的画面。（资料图本报记者 王协云 摄）
下穿仙岳山的地铁3号线“人湖区间”施工时的画面。 （厦门轨道集团 供图）
本报记者 吴海奎 林钦圣
通讯员 林 业
厦门地铁3号线本月底开通运营，届时，当您乘坐地铁从厦门火车站到翔安蔡厝站，在不到一个小时的车程内，除了感觉舒适、便捷、安全外，似乎觉察不出隧道与隧道之间有什么太大区别。
其实，在不知不觉中，地铁3号线隧道已经先后穿越了筼筜湖、仙岳山、大海等天堑鸿沟，为了打通这条“跨海过湖穿山”的地铁隧道，历时近五年，建设者们攻克了一个又一个国内罕见的工程难题，付出了常人难以想象的艰辛。
过湖穿山
邀请专家
“远程会诊”
让土体变硬 保施工安全
地铁3号线湖滨东路站至体育中心站盾构区间，需要下穿筼筜湖。其中，左线穿湖长度110米，右线穿湖长度141米。过湖段距离虽然不算长，但存在淤泥、砾沙、残积砂质性黏土和全风化花岗岩等地质现象。
该盾构区间隧道距离湖底埋深仅十余米，而且覆土主要为砂质土，非常松软。“过湖段采用的是土压平衡盾构机，掘进过程中，如何保证土仓压力，防止上方压力过小，导致发生突泥涌水，是这一区间的施工难点。”厦门轨道交通集团建设分公司土建资深技术主管黄建勇说。
为确保盾构下穿筼筜湖施工安全，厦门轨道集团邀请专家论证，制订施工方案，开展桌面演练，研究如何让土体“由软变硬”。
下穿筼筜湖期间，为避免引起沉降，施工单位增加同步注浆量，每环确保注浆量保持在5至5.5立方米，通过注浆，使管片在脱离出盾尾后尽快实现稳定。此外，施工单位还将跟踪注浆作为盾构推进的常态化工序，以弥补同步注浆层和地层之间的间隙。
在盾构机掘进过程中，刀盘压力、掘进速度等盾构参数通过智能传输设备，实时回传到地面监控中心，身在外省的国内权威专家也能参与“远程会诊”，为施工提供指导意见。最终，盾构机安全顺利地穿过了筼筜湖。
地铁3号线人才中心站至湖里公园站区间全长1868米，需穿过仙岳山、仙岳路高架桥、仙岳隧道、莲岳隧道等，途经路段4次穿越断层破碎带，岩石较多，不适合用盾构机掘进，只能采用难度更大、速度更慢的矿山法施工。
中国中铁厦门地铁3号线2标总工程师袁博介绍说，为加快进度，施工时采用两端向中间开挖的方式，增加了2个工作面，施工过程中还克服了环保要求高、周边居民密集影响大、地质情况变化大、地下管线复杂等诸多困难，最终顺利实现了穿过了仙岳山。
经过既有地铁、铁路和商场
采用逆做法施工
商场营业实现“零干扰”
作为厦门的第三条地铁，地铁3号线在开挖过程中，要穿过运营中的地铁1号线、2号线和铁路，容不得半点闪失。
“在施工前，我们要对方案进行反复论证，同时，在地铁、铁路轨行区布置监测点，提前采集数据，在施工过程中加密监测，确保及时发现异常情况、及时处置。” 黄建勇介绍说，最终，地铁3号线安全穿过既有地铁、铁路等，未对运营产生任何影响。
地铁3号线厦门火车站下穿段位于厦禾路梧村地下商业街正下方，其顶板距梧村地下商业街底板仅2.3米，采用台阶法开挖，开挖后梧村地下商业街底板将全部暴露。
为了确保地下商业街的安全，该段施工采用了逆做法施工，也就是先做顶板，从上往下做结构。由于地下商业街的支撑桩基正好位于地铁隧道区域，工程人员对其动了“换骨手术”，将桩基进行托换，“手术”过程中沉降控制要求严格，技术难度大，安全风险高。最终，“手术”成功，对梧村地下商业街营业实现了“零干扰”。
地铁3号线厦门火车站至湖滨东路站区间位于老市区，地面交通繁忙，地下管线复杂，周边建筑密集。该区间有不少原有建筑遗留的锚索未清除，可能侵入地铁隧道，影响盾构机的正常掘进。在盾构机掘进前，工程人员采取措施，将锚索拔除。
厦门火车站、湖滨东路站基坑石方需采用爆破辅助开挖，基坑距离周边小区、商业大厦较近。工程人员投入了数码电子雷管，有效控制爆破震速，提高了作业工效。
事实上，地铁3号线的工程难点远不止这些。惟其艰难，方显勇毅；惟其磨砺，始得玉成，建设者们用毅力、汗水和智慧，浇铸出这条“一路向东、跨岛筑梦”的精品工程、民心工程。
跨海掘进
地质复杂多变
多个工艺工法破难题
地铁3号线工程施工难度最大、风险最高的，当属跨海段，它一头连着岛内的湖里区五缘湾，一头连着翔安区刘五店。
地铁3号线跨海段海域区间长约4公里，长度约为地铁2号线海底隧道的1.4倍，存在着多个风化槽、风化囊、基岩突起等地质现象，堪称国内地质情况最复杂的海底地铁隧道之一，也是全国首条采用“矿山+盾构”工法组合施工的海底地铁隧道。
“正是因为地质复杂多变，仅用一种工法难以应对，且风险极大。我们因地制宜选择两种工法组合，可以充分利用工法的优势，更好地控制风险。”厦门轨道交通集团建设分公司副总工程师刘典基说。
靠近厦门岛内侧的2.6公里海域段，微风化花岗岩多，采用矿山法施工。该工段分布着大小不均的9条风化槽。“风化槽是海底岩层因风化作用形成的深坑，如同外脆内软的夹心饼干，一旦有外力轻轻一碰，就有可能破碎。而且风化槽与海水相连，极易产生涌水突泥及坍塌，风险极大。”刘典基介绍说。
穿越风化槽时，参建单位通过超前地质预报准确掌握地质情况，采用提前注射双液浆的方式，将风化槽固结，再进行爆破开挖。爆破时，要精确使用炸药，一次爆破仅能开挖0.5米，犹如在“刀尖上跳舞”。
在矿山法段开挖过程中，岩石裂隙中的海水（裂隙水）会源源不断喷入隧道内，工程人员共抽排了1000万立方米的裂隙水。此外，施工隧道狭窄、闷热、潮湿、海水腐蚀性强等不利条件，都极大考验着施工人员的体力和意志。施工高峰期时，最多有上千名工人、数百台机械、车辆在隧道内同时作业。
靠翔安侧的1.4公里海域段软弱地层多，采用泥水盾构法施工。该区间要穿越长距离的富水砂层、孤石及上软下硬地层、硬岩段，这对最怕“软硬不均”地质的盾构机来说，也是一大风险点。
超高压条件下更换磨损的刀具作业是地铁3号线过海盾构掘进施工中遇到的最大挑战。其中一次，施工人员实施了高达5.38个标准大气压条件下的非饱和气压换刀作业，创造了过海泥水盾构掘进施工国内最新纪录。
在盾构法施工过程中，厦门轨道集团和中国中铁先后创新了“近海域全断面砂层盾构始发”“非饱和气压换刀”“洞内盾构机弃壳解体”“海域全风化花岗岩地层冻结施工联络通道”等多个工艺工法，实现了行业多项技术零的突破。
（厦门日报）
