地鐵3號線南延段上廈區間施工現場。（廈門地鐵 供圖）

　　廈門地鐵3號線是貫穿整個“十四五”時期的廈門重點工程——2021年6月25日，廈門地鐵3號線廈門火車站至蔡厝站段開通運營；2022年1月，地鐵3號線南延段正式開工建設，目前正全力沖刺建成投用目標。分段建設、分段開通運營，其施工時間之長、施工難度之大，遭遇的自然條件、文脈保護之難，實屬罕見——已開通運營的3號線（廈門火車站至蔡厝站段）過海段穿越廈門島東側海域遇上了國內罕見的海底風化深槽天險；目前在建南延段穿越萬石山等復雜地質及臨海富水地層，還毗鄰廈門保留較完整的展現近代歷史風貌的廈港老城區……

　　難題如何破解？近日，記者走近建設者，聽他們講述背后的故事。

礦山+泥水盾構 攻克過海難題

　　“雖說男兒有淚不輕彈，但那一次走過海段的時候，眼淚忍不住掉下來。”現任廈門地鐵建設公司3號線南延段項目經理邱林楓回憶說，2020年9月26日，地鐵3號線過海段貫通當天，他沒有參加貫通儀式，一直到3號線開通運營前夕，他一個人從島內的五緣灣站一直走到翔安的東界站。這段路程，他和其他建設者們一齊走了1700多個日日夜夜。

　　邱林楓在2018年擔任地鐵3號線過海段一工區的項目經理。“過海段海域區間長約4公里，礦山法區間長度2.6公里，泥水盾構區間長度1.4公里。”采訪時，邱林楓不假思索說出了這些數據，他說，這些數字他可能一輩子都不會忘。

　　地鐵3號線過海段的地質復雜程度及施工難度遠超預期，存在多個風化深槽、風化囊、基巖突起等地質現象，地質勘察整整用了一年半的時間才完成。“正是因為地質復雜多變，僅用一種工法難以應對，且風險極大，所以最后選擇‘礦山+盾構’的組合工法，將兩種工法的優勢相結合，更好地控制了風險。”邱林楓介紹說。

　　“礦山法區間左右線先后穿越了9次海底風化深槽。風化深槽是海底巖層因風化作用形成的深坑。”邱林楓打了個比方，風化深槽就像“夾心餅干”，兩邊看似“硬”，中間卻很“軟”，存在極大的施工風險。面對過海段最長的一條長達290米的風化深槽，用了16個注漿開挖循環，多次邀請國內的工程院院士、資深專家研究論證，花費13個月才最終攻克。

　　全長約1.4公里（雙線約2.8公里）的地鐵3號線盾構法海域段，同樣面臨著復雜的地質條件。最終，廈門地鐵建設者在海平面下60米（最深80米）、5.38個標準大氣壓環境中，完成長約200米孤石群、全斷面砂層、風化深槽、上軟下硬等復雜地層條件下掘進，攻克強度高達204兆帕全斷面花崗巖地層長距離穿越、高水壓環境下盾構密封等多項施工難題，實現了行業多項技術“零的突破”。如今市民乘客通過地鐵3號線進出島僅需5分鐘，背后是4年9個月的默默堅守。

礦山+雙模盾構 攻克穿山難題

　　“海底能通，山里也能通！”2022年，邱林楓轉戰地鐵3號線南延段，面對地鐵3號線南延段上廈區間（上李新村站至廈門火車站），他和同事們依舊信心滿滿。

　　上廈區間是3號線南延段的控制性工程，全長3.2公里，依次下穿和側穿龍虎山路排洪箱涵、岷廈國際學校、思明三建宿舍、龍虎山路宿舍、鐵路療養院、萬石山、東坪山、梧村山后接入3號線火車站南端預留工程。

　　“過程中需長距離穿越軟硬不均地層，以及多段斷層及碎裂巖地層等復雜地質，其中長達2.19公里的中微風化花崗巖，巖石飽和抗壓強度最大達124兆帕，給掘進施工帶來極大挑戰。”廈門地鐵建設公司3號線南延段項目經理許垚謙介紹，為滿足施工的適應性、安全性需求，上廈區間最終采用組合工法施工，其中2.4公里采用雙模盾構法掘進，0.8公里采用礦山法開挖。

　　許垚謙說，雖然礦山法區間僅有0.8公里，但最大開挖跨度達20米，斷面達231平方米，相當于半個籃球場的面積，是目前廈門地鐵在建工程最大的區間隧道斷面。為滿足通風及逃生需要，同步在文屏路靠近山腳處設置了一座中間風井及風道。常規風井一般深度只有30多米，而該風井深度達到50.2米，創下廈門地鐵建設中的最深紀錄。

　　由于地質的復雜性，單一模式的盾構機無法滿足上廈區間的施工需求，因此能“軟硬兼施”的雙模盾構機應運而起。“穿越軟土及上軟下硬地層，適合用‘土壓平衡’模式；進入山體后有2000米長距離硬巖隧道，巖石強度高，就適合轉換成‘TBM硬巖’模式掘進。”許垚謙說。

　　記者了解到，盾構機在上廈區間共進行了6次模式轉換，足見地質復雜程度之高、起伏變化之大。許垚謙說，雖然每次模式轉換平均需要約20個日日夜夜不間斷操作，但這種可轉換的盾構施工工法，更好地確保盾構隧道施工更快更安全進行。

　　無柱車站 破除空間桎梏

　　地鐵3號線南延段還在施工中。近日，記者走進主體結構已經完全成型的曾厝垵站，一座地下兩層車站映入眼簾。與普通的車站大為不同，這個車站的站廳內并無立柱。

　　曾厝垵站是全國首個垂直開挖的預應力地鐵車站。之所以采用“無柱設計”，一方面，標準地鐵車站長度一般為220米至270米，但曾厝垵站受地形限制，僅有140米，是“短胖”型車站；另一方面，因為預應力技術特有的“無柱設計”，能進一步增大車站空間，空間開闊度提升80%。

　　不僅是曾厝垵站，地鐵3號線南延段因為地處廈港老城區，多數車站選址毗鄰老城建筑，房屋密度遠超新開發區域，道路最窄處僅8米。“傳統車站采用框架結構，無論是‘兩柱三跨’，還是‘單柱雙跨’結構形式都需要用柱子支撐。”廈門地鐵建設公司設計總體技術主管王華毅表示，地鐵3號線南延段的建設空間十分有限，若沿用傳統施工工藝，不僅需大規模拆遷，還可能對周邊風貌建筑地基造成影響。

　　最終，廈門地鐵把目光投向了不需要支撐柱的預應力技術（通過預先施加的應力，改變結構的受力狀態），但國內幾乎沒有地下地鐵車站應用該技術。做第一個吃螃蟹的人，需要面對挑戰的勇氣，更需要經得起推敲的智慧。“為了使地鐵車站混凝土結構頂板滿足結構受力、裂縫控制等條件，我們聯合同濟大學搭建了全國最大足尺（全尺寸實體模型）模型試驗裝置。”王華毅回憶說，那段時間，他頻繁往返上海和廈門。進行模型試驗當天，當荷載加壓至設計值兩倍時，結構變形量僅為規范限值三分之一，實驗室里響起了成功的歡呼聲。

　　預應力技術的安全性與可靠性得到充分驗證，但耐久性設計在地鐵領域幾乎是空白。王華毅介紹，在充分吸取橋梁、房建等領域的設計經驗后，結合地下結構的實際情況，廈門地鐵構建了多道防腐蝕體系——將鋼筋保護層厚度由規范要求的55毫米提高到72毫米，經測算結構的使用年限可提高40%；采用特殊的管道填充料，在預應力套管內部和錨頭封罩內填充材料中加入阻銹成分。

　　“廈門地鐵與同濟大學共同研發的地下軌道交通車站預應力施工技術，成功填補國內技術空白，構建老城區地鐵建設的廈門模式。”王華毅表示，傳統地鐵車站明挖法施工不僅要大規模拆遷，還可能碰損周邊的老城風貌，以地鐵3號線南延段為例，預應力技術的應用，累計減少拆遷近8000平方米，成功留存老廈門的歷史文化根脈。

　　（廈門日報記者 林欽圣）