第四章 第二节 偶遇一口老井

　　应急管理和应急预案是施工中不可或缺的工作。地铁作为一项地下工程，地质复杂，不可预估性强，遇到突发情况也是大概率的，4号线在施工中就出现了一例，所谓天有不测风云，地有不测风险。
　　4号线一期工程，青石路站—盛岸站区间，左右线全长1704米。2020年3月17日，按施工计划，盾构机正抓紧挖掘，当左线掘进拼装至220环时，监测信号出现了红色预警。
　　张二涛，作为地铁集团的业主代表，发现预警曲线没有规律性，呈现异常状况，立即与施工方、监理方等单位紧急会商，要求迅速查明原因。此时，监测第二次发出预警，安全无小事，张二涛迅速向领导报告，并连夜研判，反复研究施工图，分析土质，但在地下一时查不到原因。
　　由下而上，凡事皆有因果。
　　第二天一早，项目组工作人员就到地面巡查，来到附近的施工现场，在南通三建办公及住宿区打听，有人说前面有一口井。说者无意，听者有心，赶紧找过去看，在一块疑似处，上面是一个集装箱，被工人用作宿舍，进入室内，翻开盖在上面的板，果然是一口井，下面还有水。项目组倒吸一口凉气，这不是一般的水井，是一口特大井，直径约有4米，深不见底，位置恰巧落在盾构机的正前方20多米，如果继续掘进，风险极大。
　　之前的勘察报告并未注明此地有井，为什么在盾构机中心线上出现竖井？这口井究竟有多深？井主是谁？附近还有没有其他井或涵洞？盾构机何去何从？
　　如果不停机，盾构机头陷入井内，由于自身的重量，必然发生栽头，如果机头坠入井底，必然导致整个盾构机报废，带来巨大损失。同时，会导致周边地面坍塌，使得先行的右线隧道发生不均匀变形，造成管片错台、破碎、轴线偏差。更可怕的是导致人员伤亡，后果不堪设想。
　　如果停机，长时间停机，又会带来三大风险：一是盾构机自重因素导致地层失稳，进而造成掌子面失稳引起周围地层下沉，危及周边建筑物和管线的安全。二是长时间停机导致盾构机姿态变化大，恢复掘进后盾构机姿态纠偏难，线型无法保证。三是长时间停机容易造成盾尾密封失效，进而导致盾构区间内发生涌水涌砂事故。
　　面对此情，盾构机不停不行，停得太久了更不行，处于两难。
　　业主方、施工方、监理方现场商定，先停，速诊，处置，在最短的时间内恢复。紧急对盾构前方进行占地打围，整个施工现场进入应急抢险状态。
　　盾构停机前先做好参数调整。在停前最后一环时，左中部土仓压力要比当日掘进技术指令略高，避免停机期间土仓压力过小引发坍塌。控制出渣量，以渣土满仓保证土仓压力。用膨润土保护注浆管路，预防复推出现注浆管堵塞。在预警段采用水泥浆液进行填充，沉降变化较大段采用水泥浆加水玻璃的双液浆，以缩短浆液凝固时间，迅速封堵渗漏。为防止地面沉降过大，对脱出盾尾后10环后的管片进行二次注浆。这四个措施，一个不少。
　　3月18日，长长的盾构机歇火，静静地深伏在地下18米左右的土层中。这是无锡地铁建设中首次遇到的深井故障，也是最长时间的一次停机，考验着应急抢险能力。
　　无锡地铁集团在第一时间成立了应急救援领导小组，迅速制定盾构穿越深井专项应急预案，通过采取相应的技术、安全保障措施，有效实现对风险的控制，防患于未然。01标项目经理部为潜在的风险构建完善的安全事故应急预案，落实应急救援所需的人员、设备、材料等资源配置，明确抢险职责和任务，健全紧急信息沟通渠道，加强单位间的积极协作与配合。
　　当务之急是弄清楚这个拦路井的来龙去脉，它的前世今生和内部结构，如何清除。
　　不知道这口井存在了多长时间，由于年代久远，原貌已渐模糊。次日，相关部门就组织人马对深井进行钻孔排查，探测水井深度25米，内径尺寸4米，顶面结构墙厚50厘米，上部可以看到的地方是砖砌结构，井壁有钢爬梯，上面盖着钢筋混凝土顶盖板。仔细观察，井呈直筒形结构，井底有较多淤泥累积。
　　深度25米，而此处即将掘挖的隧道深度在16—19米，井与隧道又在同一条中心交叉线上，换言之，就是盾构机必须从井的中下部位置穿过，下面有一段悬空的距离。如果没发现，盾构机头就会栽下去，就是发生栽头，造成严重安全事故，幸好及时发现。
　　接着，制定深井处置方案，并火速请专家前来审核。上海市政总院、上海机施、江苏地基、上海路桥的一批专家应邀来锡会诊。
　　由于这口井位于盾构隧道掘进范围，为I类风险源，为避免该井对盾构施工和后期地铁运营的影响，必须在盾构机穿越前做好清障工作。所谓清障，就是把这口废井拆除，恢复到正常状态，相当于这里没有挖过井，要恢复到常规的土层结构。要做到这一点，不容易。
　　据现场核查，井壁周圈存在较多钢筋，沿井壁竖向多为螺纹钢筋，间距在30—40厘米，均匀分布，还有圆钢、焊接的并筋和预埋钢构件，井体自上而下存在一层结构严密的钢筋网，对井身起加固作用。那么，如此坚固的深井，绝不是一般的饮水井，是谁挖建的呢，干什么用？一直是个谜。
　　但可确定的是，这口井现在已是无主井，昔日的井主慢慢找，但如何处置深井刻不容缓，假若不及时解决，势必影响01标段的施工进度，影响整个4号线一期的工期。处置方案提出的操作路径：井结构形式核查—井底清淤—井筒混凝土回填—全回转钻机清障—二次混凝土回填—压密注浆—条件验收—盾构复推。
　　核查情况表明，井的底部设了钢刃角，刃角上为钢筋混凝土圈梁，圈梁以上部分为砖砌结构，纵向钢筋自底部圈梁延伸到顶部，纵向钢筋有灌浆锚固迹象，周圈设间隔一定距离的环向箍筋。同时测出，井底淤泥厚度2.6米，淤泥层上部1.6米范围较软，下部1米较硬，可能存在淤结成体，轻型设备对付不了这陈年硬泥，在设备上要用重型的马头吊抓斗机，考虑淤泥有一定流动性，抓斗处理时不一定精准，所以要将井底杂物或泥块清除。
　　井下的考虑周全了，但地上操作又有问题。现场地质勘察显示，表层土为杂填土，土质松烂，难以满足抓斗机、挖机、土方运输车等较重型设备作业受力要求。而且，作业区周边为在建小区和市政道路，附近地下埋有热力管，设备作业对周边环境影响大。兼顾到安全风险，在设备进场前要将表层土清除，用三碴土回填压实，必要时采用厚度不小于2厘米的钢板衬垫补强，确保作业人员和设备的双安全。
　　由于井壁的钢筋密布，要拆清，普通的冲击钻不无济于事，要用全回转钻机。其原理是，设备在运行过程中产生的向下强大压力和扭矩，驱动钢制外壳旋转，割破硬物，清碎岩石和钢筋混凝土等障碍物。同步将套管钻入地下，套管的功能，一方面将顶部驱动设备提供的扭矩压力传递。另一方面在钻进中起到支护井壁，防止井壁坍塌。
　　在清障准备有序推进时，老井“溯源”取得实效，井的身份得到确认。经多方打听了解，以前这里是无锡市第三棉纺织厂，这口深井是厂里的一处防空洞。三棉原名“无锡丽新纺织印染厂”，由唐英年曾祖父唐骧廷先生于1922年创办，是百年老厂，主要产品为各种规格纯棉、涤棉纱，其中“银鱼”牌涤棉提花织物在1984年获国家银质奖，产品畅销国内外。1972年，“深挖洞、广积粮、不称霸”时期，各地响应号召，“深挖洞”就是构筑坚固的地下防空工事，特别是加强战略要地和大中城市的防护工程建设，强调突出备战，在这样的背景下，启动了人防工事建设。那么，详细情况又是什么呢？
　　项目组联系到原无锡市第三棉纺织厂工会主席，再由工会主席介绍，请到厂里设备动力科张科长赶到现场确认。张科长表示，这口深井是防空洞的一部分，没建完就被废弃了，未曾投入使用。项目组又联系上原三棉厂的基建科长确认，基建科长描述的深度与实测深度一致，确认该井是1975年开建，井底存在钢刃角，钢刃角上为60厘米厚钢筋砼圈梁，再往上是砖砌井壁。
　　就在事情的来龙去脉逐渐明朗时，又冒出问题。
　　钻孔探测在井下21米处，探出2米左右的空洞，疑似井底存在“T”字形横通道，具体方位因年代过长有偏差，需现场物探进一步核查。如果横通道存在，无非是两种情况，一是与小区有关联的横通道，二是由人防深井引出的地下横通道。
　　加密排查。在井周、盾构停机位置至井区域进行全范围排查，采用静探孔和钻孔取芯相结合，在隧道区间两侧1米处按1米进行布设探孔，在井的四周加密布孔。
　　综合各类情况，4月7日，召开了青石路站盛岸站区间左线盾构机停机、防空洞深井和疑似横通道处置方案研讨会，经深入分析和论证，会上形成了若干意见：一是盾构机处置。为避免长期停机带来的风险，应在停机状态下注入克泥效填充盾壳外围空隙，同时将土仓内渣土置换为澎润土，防止刀盘固结抱死，保证土仓填充满盈。停机期间加强对设备巡查，密切关注技术参数，避免土仓压力损失引发地表沉降。二是横通道排查及处置。引入WSS钻注一体机实施探灌结合作业，边钻孔探查地下横通道，边进行孔内水泥浆灌注。钻孔深度为区间隧道底部下2米，如遇障碍则加深钻孔，进行注浆填充或按清障处置。三是防空洞深井处置。按全回转钻机清障方案实施，后续作业全天作业，尽快恢复盾构掘进。二公司做好分工安排和指导督促，逐一落实，责任到人。
　　方向明确，路径锁定，一场特殊的战斗即将打响。
　　各种大型机械调集有序，马头吊具、平板车、套管、注浆机、大挖机、汽车吊拼装履带吊等，悉数进场。
　　表土清理、绿化迁移、物探钻孔，清淤设备进场、井底清淤，全回转钻机进场，一切按预定计划实施。
　　布孔定位。场地平整后，井体轮廓清晰地露了出来，按布孔定位图测出的桩位中心，采用“外控法”将定位点引测到距轴线外2米，避免设备不易判定位置。随后将套筒置于需清障孔位，转动往下压钢套筒，在强大的压力下，井壁被切断，就像吃带壳的花生，花生壳在手指的挤压下纷纷破壁。当向下压力与向上摩擦力一致，套管不再进尺时，吊车吊起切削倒三角锤，对准内壁与桩之间空隙，插入倒三角锤，回转套管，利用管内壁装着的内刀，切断井壁砖体结构和部分钢筋，再继续回转套管，用倒三角锤扭断剩余钢筋。
　　随后，将倒三角锤取掉，用抓斗抓出井壁结构，并放到指定地点破碎，并将残渣清运。抓斗是套管钻进后进行桶内障碍物清理的重要部件，将刀头切割后的物体抓取出来。抓斗有两扇可以活动的斗叶，冲抓过程中，斗叶在张开与闭合之间转换。等抓出断桩后，继续下压套管，抓出砖渣，直到露出新的结构。一层层地往下啃，一天天地往下咬，前后整整花了半个多月，才将井壁彻底切断。这是一场坚韧的较量，最终钢筋和砖壁在全回转钻机的强大机械攻势下，土崩瓦解。
　　接着，拔桩回填，拔与填同步进行，以确保回填密实。套筒在钻进时采用分节下压接长，结束拔除时也要逐节拔除，拔出一节拆除一节，慢拔快填。在回转机拔桩过程中，施工人员注意减少地周边地层和右线成型隧道的扰动，加强过程监测监控。
　　回过头看看当时清障的部分记录：
　　第一天清障，发现砖砌体与砼桩有所不同，砼桩可以几米一截断，而砖砌体只能一米一米地砸碎、捏出，进展很慢，不过这样也就不存在人员下井割钢筋的风险了，截至晚上8点1#孔清障了7米深，白班工人工作到晚上10点左右，接下来四局会安排一班夜班工人。今日清出大部分是砖块，有一竖向钢筋装置。
　　第七天清障，3号孔今天凌晨2点开钻，到晚上8点左右钻到23.4米的位置，已经清障到位，从孔里清出少量钢筋，少量砼块，未清到钢刃脚，与昨天2号孔情况差别很大，而且清障进度加快，今天换了重型的冲击锤，可能与此有关。
　　第十五天清障，8#孔清出基本为砖砌体及2#、3#孔砂浆，在22米处，清出钢刃角结构，目前2号、5号、7号、8号孔均清出类似结构。
　　第二十一天清障，22至24米位置清出砖块、砼块、细钢筋等疑似横通道结构。
　　这些简洁的文字，是当时清障时最直观最真实的记录，看似流水，却刻下清障过程的清晰印痕，留在了地铁建设的岁月深处。
　　而前面讲到的横通道加密排查，到4月18日，共勘察87个孔，没有查出从深井引出的地下“T”字横通道结构，只是在距离深井7米范围内遇到障碍。根据补勘结果，考虑到横通道结构可能出现破坏，结构不稳定，对后续运营存在一定隐患，仍需采用全回转钻机进行清障回填，在回填后再进行补注浆填充。
　　4月27日下午2时，无锡第三棉纺厂老员工李忠孝被请到了施工现场，结合原地形图、原卫星地貌图，他和另外两位亲手挖过人防井的老员工共同回忆，印证了三项内容：一是传说中有三口井的信息是错误的，毛纺厂也挖过小型冷水井，不出水就废弃了，也不在盾构线路上。二是他们只挖过一个方向的旁通道，是往毛纺厂图书馆方向，当时挖塌了，往前范围是有限的。这与现场钻探信息一致，完全对得上。三是从人防井往已经贯通的隧道方向，认定没有挖过旁通道。
　　对于三棉老工人回忆的旁通道情况，由市政设计院核验，共完成87个孔，其中机钻孔14个、静探孔73个，未发现异常。人证、物证、探证，串起了完整的链条，验证了应急救援领导小组的判断是正确的，所制定的措施是正确的，相关方案也是可行的。
　　经过20多天的奋战，完成了井壁和井内的全回转钻机清障，5月6日完成了井内和井周区域的注浆填充。此时，距离盾构机停机已超过一个半月，开机掘进急需进行。但盾构复推也是有严格条件的，达标才能复推。且看项目部制定的七项具体标准：井壁清障完成，回填砂浆已凝固；井周及其他范围地层注浆加固完成；盾构机姿态正常，各项参数设定合理；盾构机及各项配套设备过转正常，检查、维保等排查无异常；监测点布设到位，初始值已采集、验收合格，次日进行了盾构复推条件验收合格；人员和各项应急物资准备齐全到位；复推方案经过专家审查论证，条件验收合格，同意复推。
　　5月7日，进行了盾构复推条件验收，顺利通过。5月8日上午9时，停了50天的盾构机重新启动。此时，并非万事大吉，细心、缜密，一直是无锡地铁工程的务实习惯，地铁集团在井内非清障区域进行再加密布孔排查，在个别点位钻探到17米至21米处，又发现了连续砖砌体，现场气氛一下子又紧张起来。
　　地铁集团领导赶到现场，立即组织召开现场会，要求进一步排查，彻底清除井内可疑障碍，采用旋挖钻机在清障遗留区域进行障碍排查。为减少清障时间过长对盾构停机的影响，钻孔时根据孔壁稳定情况采取连续成孔连续灌注作业方式。相邻孔作业需等前一孔灌注完成12小时才能进行，避免混凝土没有凝固经扰动后出现塌孔。同时明确，旋挖钻进成孔中，若遇到钢筋或钢板等异物无法作业时，剩余深度采用冲击钻或动力更大的旋挖钻处理。孔内灌注完成后及时进行孔口回填并压实，避免人员或设备掉入孔内出现安全事故。
　　面对一次次的考验，无锡地铁一次次化险为夷，此次深井处置，参建各方沉着冷静，科学应对，扎实措施，务求实效。一张张工程量记录表留下了当时的辛勤劳作。
　　5月13日，3辆平板车协助旋挖钻主机，钻杆及附件进场，作业时间：0点至8点。挖掘机为旋挖钻拼装及施工开挖沟槽，作业时间：上午9点到晚上6点，旋挖钻24小时施工至旋挖钻施工完成。5月14日至17日，夜以继日，换人不换机，一鼓作气，连续作战。每张表格上都有业主、施工单位、监理单位代表签字，一张张原生态的记录折射出地铁建设者遇险不惊、善谋善为的顽强作风，展示铁军风采，铸造精品工程。
　　一口井挡住了路，逢险开路，遇堵清障，“井”然有序，无锡地铁4号线，在2020这个特殊的春天，用双手用智慧开启了地下通道。作联曰：
　　
　　掘地长驱忽异象，一时柳暗。
　　排难奋进化为夷，盈月花明。