中铁十四局洞中掘洞，橘子洲头这条隧道别有洞天

溶洞里修隧道算不算“洞中掘洞”？

“基建狂魔”再战水下隧道

“铁建建造”和“铁建制造”组合完美CP

发力湘江

成功穿越国内水下最复杂溶洞群

4月22日上午，在长沙橘子洲风景区湘江西岸，随着“湘盾二号”盾构机刀盘缓缓转动击破洞门，抵达正在建设中是挖掘机吊车视频的长沙地铁3号线阜埠河地铁站，标志着全线难度最大是挖掘机吊车视频的长沙地铁3号线湘江隧道顺利贯通，为全线开通试运行奠定了坚实基础。

长沙地铁3号线湘江隧道贯通现场

长沙地铁3号线湘江隧道是全线最大是挖掘机吊车视频的控制性重点工程，施工中成功穿越国内最大最复杂水下溶洞群，开创了国内同类工程施工先河，也标志着国产盾构机水下施工技术取得重大突破。

这条隧道也成为系统内水下隧道专业户——和高端装备制造专业户——铁建重工两大王牌强强合作的又一经典案例。

长沙地铁3号线湘江隧道示意图

隧道全长2.65公里，连接湘江东西两岸的灵官渡站和阜埠河站，下穿湘江和国家5A级景区橘子洲。

橘子洲头风景秀丽，而它的正下方是形成于3亿年前泥盆纪湘江岩溶发育区，此区域的溶洞及溶蚀空洞位置和深度无规律分布，宛如一个巨大的蜂巢，溶洞见洞率高达80.6%，平均每隔1米就有1个溶洞。

溶洞听起来很美，隧道施工遇到溶洞可够让人头疼的！整个橘子洲岩溶区大都为多层溶洞或多层溶蚀空洞，内有卵石或粘性土夹砂填充物，透水性强，富水性强，溶洞埋深最浅的为2.5米，极易与地面或江水联通，导致地面沉陷、江水贯通，这里号称“地质博物馆”，施工难度在国内外罕见。

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，施工团队选用了国内先进的泥水平衡盾构。这是长沙地铁建设史上首次使用泥水平衡盾构机施工。

盾构机穿越湘江溶洞群示意（白色部分为处理后的溶洞示意）

施工团队与中南大学、山东大学联合攻关，对盾构穿越岩溶发育地段风险进行充分论证，最终确定了水上钢平台施工方案。即通过搭建约6000平方米的施工平台，采用将溶洞处理由水上施工转换为“陆地”施工等系列方案，有效解决了在浅溶洞区搭设钢管桩的技术难题。施工中，溶洞区共计注浆钻孔3000余根，注浆约8万立方米。

盾构机穿越溶洞群时在橘子洲搭建的水上钢平台，将溶洞处理由水上施工转换为“陆地”施工

在掘进过程中，项目部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；在盾构机内增设超前探测钻孔，对掘进前方进行至少15米的探测，有效规避了施工风险；对掘进参数不断总结和优化，形成了一套适用于水下岩溶发育区盾构施工的成熟方案。

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”等情况。

施工所在区域为湘江水源保护区，项目部开发溶洞复杂地层成孔新技术，采用创新环保型的改性膏浆作为注浆材料，还用直径1米多的钢围筒做“防护墙”，隔断了注浆施工与江水的联系，有效地保护了湘江环境。

贯通后的长沙地铁3号线湘江隧道

穿越世界级的难题，就必须有世界级的装备。承担穿江重任的“湘盾一号”、“湘盾二号”盾构机直径6.45米，长96米，是中国铁建重工集团自主研制的泥水平衡盾构机。

为顺利攻克溶洞区施工难题，研发设计人员做了针对性设计，通过优化气垫舱压力控制系统，减少遇到溶洞时掌子面的压力波动，有效防止地面沉降；同时采用创新的掘进工法，优化设计了传统开挖舱冲刷方式，实现对刀盘的有效冲刷，有效应对了因施工中黏土层堵塞刀盘开口影响施工的难题。

穿越湘江盾构机始发照片（资料图）

施工结果表明，盾构机顺利通过大规模溶洞群和断层破碎带，掘进期间未出现安全质量问题，贯通后的隧道不渗不漏，标志着长沙地铁3号线湘江隧道的盾构施工技术达到国内领先水平。

值得一提的是，“湘盾二号”盾构机此前在兰州完成了国内首条下穿黄河地铁隧道施工任务，克服了盾构机在砂卵石地层中掘进的世界性难题，填补了国内乃至世界范围内同类施工的技术空白。

“十四局+重工”组CP合作案例很多，北京轨道交通新机场线最长盾构隧道、兰州地铁黄河隧道、广州地铁18号线珠江隧道等一大批重难点工程都留下了他们的足迹。

由参建、铁建重工装备制造的北京轨道交通新机场线，是国内设计时速最高的城市轨道交通线路

“强强联合”的协同经营模式不仅能抱团优势，还能延伸产业链，使工程承包和非工程承包板块有机融合起来，提升企业拿项目、占市场的能力，是“品质铁建”的正确打开方式之一。

习近平主席在2019年新年贺词中说：“中国制造、中国创造、中国建造共同发力，继续改变着中国的面貌。”在长沙地铁3号线湘江隧道这样大型工程施工现场，“铁建建造”+“铁建制造”完美结合，发力湘江，成功穿越国内水下最复杂溶洞群，展现出“铁建创造”的澎湃动力。