[摘要] 8月16日，苏州火车站——北寺塔站区间左线隧道盾构机顺利“洞通”。
8月16日，苏州火车站——北寺塔站区间左线隧道盾构机顺利“洞通”。
苏州轨道交通4号线全线“洞通”的后“一战”，苏州火车站——北寺塔站区间隧道顺利贯通。这条长1344米的隧道，被视为4号线全线盾构施工难度大的隧道之一。施工人员用了整整1年时间，才完成了该区间的双向掘进。
难点一 施工场地狭小
实测8个以上点位，取代3个点位找圆心的办法，提高隧道测量精度
盾构机的机身每前进50厘米都要五六个，平均每不到十厘米
钢板上抹黄油，“螺蛳壳”里能转身
施工场地狭小是苏州火车站——北寺塔站区间的一大难点。该区间埋深11.3米-21米，线路小曲线半径为350米。“这个半径接近极限了”，负责施工的中铁一局苏州项目部总工程师万凯说，线路曲线半径越小，盾构机操作难度越大，庞大的机身要在这么短的半径内转圈，好比“螺蛳壳里转身”。同时，该区间大坡度达到25‰，意味着平均1公里有25米的落差，同样为盾构机钢铁身躯的穿行带来了很大困难。
不仅如此，该区间实行北寺塔——火车站、苏锦村——火车站双向施工，要在火车站下完成盾构机的2次接收、2次调头始发。“如果在地面上，用一个大吊机一拎就行了”，万凯说，但因为处于地下密闭空间内，无法使用大型机械设施，全部要靠人工。
在这样的情况下，盾构机要顺利完成穿越和转身，提高度成为关键，即在1344米的区间长度内，盾构机掘进的轴线偏差不能超过5厘米。为此，技术人员改进了盾构测量系统。一般来说，任意测量3个点位就可以找到圆心，而施工人员在掘进过程中实测了8个以上点位，通过加密测量，提高了隧道测量精度。
为了让盾构机更顺利地调头转身，施工人员在托架和钢板之间抹上了工业黄油，以增加润滑度，再用千斤顶将机身一点一点推进。即便如此，机身每前进50厘米都要五六个，平均每不到十厘米。
难点二 建筑物密集
风险大的当数下穿火车站普速场1-8号站台的施工，普通施工中，地面沉降允许范围为1.2厘米，但是这里要求控制在5毫米以内，终沉降控制在1.2毫米之内
先建模、再试验，精细穿越252座楼房
苏州火车站——北寺塔站区间还是苏州轨道交通建设以来建筑物密集、浅基础房屋多的区间之一，施工中盾构机要下（侧）穿苏州火车站、北环快速路隧道、平门城墙楼、国保建筑北寺塔、官厍巷民国时期住宅楼等建（构）筑物252座，并穿越朱家桥河、外护城河等多条河道。
其中，252座楼房建（构）筑物的长度占到隧道区间总长的70%。万凯说，不同的房屋，其基础、层级以及地质条件不一，其受力也不同，可以说，苏州4号线70%的风险源都集中于此。
为确保安全施工，中铁一局苏州项目部组建伊始，便申报了名为“盾构长距离穿建构筑物群安全技术控制”的科研项目。该项目部与苏州科技学院建筑、结构及地下工程专业的相关师生共同组成科研小组，先对盾构区间上部重要建（构）筑的结构形式及抗裂性、地质情况，以及不同穿越方式（正穿、侧穿及埋深）进行了详细调研，然后建立不同状态的组合模型，模拟不同土层损失率状态下建（构）筑的不均匀沉降，并对此进行分析，确立盾构施工的各项参数。
在此基础上，项目部又以120米长的首推100环为试验段，进行穿越加固体、穿过连续墙帷幕、无房屋段掘进、正穿及侧穿房屋段掘进等不同类别的施工，根据实践情况进一步优化技术参数后，再全面推进实施。
其中，风险大的当数下穿火车站普速场1-8号站台的施工，万凯说，普通施工中，地面沉降的允许范围为1.2厘米，但是这里的沉降要求控制在5毫米以内，通过测算和操作，他们终将沉降控制在1.2毫米之内。
难点三 穿越高强度风井
在原有92把刮刀的基础上，给盾构机的刀盘增加了78把先行撕裂刀
在更换了1次新刀盘的情况下，盾构机4次磨穿玻璃纤维混凝土墙围护结构，完成风井穿越
武装到“牙齿”，刀盘改造啃下“硬骨头”
在4号线设计之初，依照节约成本、提高效率的原则，与苏州火车站改造进行了统一规划。其中，在火车站南广场为4号线预留了一口中间风井。然而，正是这口风井的连续墙成为盾构掘进途中的又一“硬骨头”。
万凯介绍，由于风井的连续墙采用了玻璃纤维混凝土结构，比传统钢筋混凝土结构强度更高，而普通盾构机的刀片主要是用来对付软土地层的，面对如此“强硬”的对手，可谓力不从心。
对此，中铁一局苏州项目部与易斯特设备公司合作，重新做了设计，对刀盘进行改造：在原有92把刮刀的基础上，给盾构机的海瑞克刀盘增加了78把先行撕裂刀。万凯说，刀盘就相当于盾构机的“牙齿”，有了这样一副全副武装的“利齿”，既增强了盾构机的破桩能力，也不耽误对软土地层的掘进。
他们还对盾构设备进行了更多优化。例如，将盾构机的动力设备即固定型主驱动改造为可伸缩型主驱动，改造后刀盘由4个连接至盾体结构的千斤顶支撑，受力更均匀、更稳当。同时，对操作系统之一的拼装机信号系统，考虑到其线路在施工中容易破损，便将有线改为无线系统，从而降低了操作故障率。此外，项目部还将盾构机的主驱动润滑供给系统由间歇式改造为连续式，给电瓶车设计了无线后视系统等，这些举措均提高了施工中的安全保障系数。
终，在更换了1次新刀盘的情况下，盾构机4次磨穿玻璃纤维混凝土墙围护结构，完成了风井的穿越之旅。
连创经典案例
据了解，4号线盾构施工克服了各种困难，创造了多个苏州轨道交通工程建设的新案例：
安元西路站至春申湖中路站先后穿越了废弃钢板桩；
金民西路站至苏锦村站调整隧道断面，为将来312国道下穿隧道的顺利施工提供了保障；
邵昂路站至红庄站区间，左右线两条隧道的小净距离只有1.8米，隧道转弯半径仅为300米，主线和支线由于隧道上下交叉，上下小净距仅为4米，这是苏州轨道交通施工以来小空间内的盾构掘进；
花港路站至江陵西路站区间，在原东太湖水域设置区间中间风井，基坑深30米，是到目前为止苏州深的一处基坑；
同津大道站至庞金路站区间遇到了坚硬的硬质粘土，施工单位采取了土体改良、低速慢磨的方法顺利攻克难关；
天鹅荡路站至栖霞路站区间，盾构成功穿越已拆迁厂房的管桩基础共58根，且对上方基础未造成影响。
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