近日，美國印地安那州韋恩堡市政工程污水截流隧道項目目前面臨巨大的施工挑戰，該隧道項目長7.5km，內徑4.9m，靜水壓力高達6.5bar，每秒涌水量在0.32-0.63立方米之間。該項目主承包商是Salini Impregilo-Lane聯營體。2019年4月，一臺直徑為5.8m的泥水盾構開始掘進，到目前為止，已在地下61m-73m深處掘進了4.8km。該項目于2021年4月中旬貫通。

        該污水截流項目是聯邦政府授權、價值2.4億美元工程的一部分，建成后將為圣瑪麗斯河和莫米河攔截94%的污水（相當于10億加侖污水），同時減少社區街道和家庭中的污水回流。除了Salini Impregilo-Lane聯營體外，韋恩堡市還與Black & Veatch公司簽訂了隧道設計合同。

        Salini Impregilo-Lane聯營體技術經理Francesco Chiappalone表示：“由于該項目涌水量大、水壓高，因此選擇了一臺泥水盾構。雖然白云質灰巖地質不是泥水盾構施工的典型地質，但是泥水盾構的掘進速度符合我們的目標，并且在施工中，能夠有效處理涌水問題，因此它是一個不錯的選擇?！?/p>

        此外，在僅有一個始發井的區間，使用泥水盾構有助于排渣。設備首先向西掘進，然后緩慢地轉90°的彎之后，向南掘進，最終完成整個隧道項目。Chiappalone表示：“由于渣土是通過泥水循環系統排出去的，因此曲線段的施工難度不是很大?！?/p>

        除了水文地質方面的挑戰外，盾構機還必須在含有大量白云巖和珊瑚礁型石灰巖地層中進行開挖。Chiappalone表示：“雖然刀盤總體磨損情況不嚴重，但是在這種地質條件下掘進對貫入速度和掘進速度都有一定的影響，也對刀具造成了一定的沖擊損傷?！?/p>

        如果需要在排水不暢的區域進行維保，而設備上未安裝氣閘。但目前尚未遇到排水不暢的區域。

        每兩到三周需檢查一次刀具狀況，每次檢查要求設備至少停機一天。這比帶壓換刀所需的時間要少得多?！霸诔合聯Q刀速度更快，所以，我們用這種方法節省了時間和成本，而且使換刀更加安全?！盋hiappalone說。

        隧道的襯砌為鋼纖維混凝土管片，每塊管片厚30cm，寬1.5m，每立方米混凝土配筋量為35.6kg。每環管片由六塊管片組成，總重量達20噸。管片由CSI Tunnel Systems-Forterra聯營體在俄亥俄州制造，通過卡車運輸至現場，并通過履帶起重機吊運至管片運輸車上。

        該項目的始發井直徑10m，深61m，與直徑21m，深61m的泵站井相鄰。這兩條豎井之間的連接隧道采用鉆爆法施工，錨桿和鋼筋網支護，此段隧道未采用管片襯砌，而是安裝了鋼管襯砌，在井壁襯砌完工后采用多孔注漿回填。該項目需修建三個大直徑豎井，共耗資1.88億美元。

        該項目的接收井直徑為8.8m，最初的設計深度為55m，但是為了減少與開挖始發井和泵站井時出現相似的涌水風險，深度調整為36.5m。在與項目業主溝通后，進一步優化了隧道線路，增加了曲線半徑，以減少管片襯砌的應力，使隧道線路更靠近跌水井的位置，減少連接平硐的長度。

        豎井和平硐施工

        該項目的主要豎井由Salini Impregilo-Lane建造，是隧道合同的一部分。Salini Impregilo-Lane建設了深21m的連續墻，然后采用鉆爆法開挖，利用錨桿和噴漿支護，最后在設備貫通和平硐建造完成后，安裝混凝土襯砌。

        項目還采用盲井法開挖了直徑600mm至2.4m不等的跌水井和通風井，并在井內安裝了球墨鑄鐵或玻璃纖維增強聚合物砂漿管襯砌。目前，施工方正在建設跌水井和跌水井的導流構筑物等接近地面的構筑物。

        這些跌水井將通過鉆爆法開挖的平硐與主隧道相連，平硐橫截面為2.7m×2.7m，長度15m至55m不等?！捌巾虾团潘易畛踉O計為現澆襯砌，但為了進一步降低涌水帶來的項目風險，后重新設計為與跌水井襯砌類似的玻璃纖維管襯砌，”Salini Impregilo-Lane聯營體項目經理Lance Waddell稱。鑒于該地區的水文地質條件，開挖平硐時需要進行預注漿，并將殘留的地下水通過主隧道抽出。

        關于Salini Impregilo-Lane聯營體工作范圍的最后一項改動是重新分配始發井和泵站井現澆襯砌的安裝工作。

        在進行豎井的襯砌施工時，需要在襯砌澆筑的同時或澆筑不久后對襯砌之間和襯砌后面進行接觸注漿。在襯砌澆筑到位之前，需要將豎井內和盾構開挖過程中的涌水抽出?！耙虼?，我們不得不對泵進行改良，同時安裝更多的泵將涌水排出?！盋hiappalone稱。

        盡管面臨著高靜水壓力和地下涌水帶來的挑戰，但項目團隊一直在對這些風險進行管控，以確保盾構機順利掘進。Waddell和Chiappalone對類似工況的項目施工比較有經驗，其中，Waddell曾參與過拉斯維加斯米德湖3號引水項目，該項目的靜水壓力高達15bar，而Chiappalone曾參與過多哈地鐵北紅線項目，該項目的盾構機和豎井都曾遇到過類似的大流量涌水問題。

        該項目目前正在施工中，預計將在2023年12月前完工，未來幾十年中，從韋恩堡排入圣瑪麗斯河和莫米河的污水量將有所減少。