1月20日，长沙地铁3号线，一期工程顺利穿过湘江水下323米宛如蜂巢的溶洞区，史上第一，开创了国内同类工程施工先河，也使我国盾构水下施工技术又有了新的重大突破。这段水下溶洞长啥样？盾构穿越时会遇到什么？最怕什么？怎么解决？

溶洞宛如蜂巢, 见洞率高达80.6%

“这段水下溶洞区位于橘子洲梅园内及湘江西河汊，属湘江岩溶发育区，总长为323米，主要为3亿年前泥盆纪形成的石灰岩及白垩纪形成的砂砾岩。”中南大学教授、湖南省岩石力学与工程学会副理事长阳军生说。

科技日报记者现场了解到，长沙3号地铁一期工程2.75公里，过湘江段1.4 公里。其中323米熔岩区宛如蜂巢，见洞率高达80.6%，平均每米有一个溶洞，尤如一个巨大的溶洞博物馆，为国内外罕见。

这323米溶洞区，不仅密集，而且分布位置及深度毫无规律。埋深最浅为2.5米，最高达22.46米，最宽近50米。

“溶洞是可溶性岩石中因喀斯特作用所形成的地下空间，属石灰岩地区。受地下水长期溶蚀，石灰岩里不溶性的碳酸钙受水和二氧化碳的作用，转化为可溶性的碳酸氢钙。”阳军生告诉科技日报记者，这个特点形成了溶洞互不相依、千姿百态、陡峭秀丽的奇异景观。

水上钢平台施工，从江面向溶洞注浆

奇异秀丽的溶洞景观，在水下却是隧道施工最害怕的魔区。

“溶洞区地层变化大，埋深大，水头压力高，一旦发生盾构机下穿湘江冒顶、主轴承密封击穿、隧道进水等问题。就会发生与地面或江水联通，导致地面沉陷、江水贯通的严重事故。”中铁十四局项目负责人师庆彬说。

项目部成立科技攻关小组，与中南大学、山东大学联合，开展施工研究与科技攻关。聘请国内知名专家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。

项目部通过搭建近六千平方米的施工平台，将溶洞处理由水上施工化为“陆地”施工等系列方案，有效解决了浅溶洞区钢管桩打设的技术难题。

“这种方法，溶洞处理施工周期短，汛期影响小，对行洪影响小，施工风险低。”阳军生认为。

据悉，溶洞区共计注浆钻孔3000余根，注浆约8万立方米。

“防护墙”隔离江水，掘进过程零漏水

穿溶洞区的全过程没发生一次漏水，未出现最担心的盾构“栽头”和“陷落”等情况。都用了什么妙方？

“项目部联合中南大学，对掘进前方进行至少15米的探测，科学制定掘进和后续地层等各项参数，有效规避了施工风险。”师庆彬告诉科技日报记者。

在施工中，项目部还运用各种技术手段，加以试验，不断总结渣样和掘进的各项参数，并严格管控掘进水平。

橘子洲是国家5A级景区，地处湘江水源二级保护地带。穿越溶洞施工如何保证水源不受污染？

“开发溶洞复杂地层成孔新技术，通过对各种注浆材料的检测、分析及实验，创新环保型的改性膏浆作为注浆材料，既起到很好的加固效果，又避免了对江水的污染。”师庆彬说。

科技日报记者还了解到，为减少对取水水质的影响，施工人员用直径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。

“获花秋，潇湘夜，橘洲佳景如屏画。碧烟中，明月下，小艇垂纶初罢。”1200年前，唐末诗人李殉乘小艇过湘江写下这样的美词，如果知道今天能从江底穿溶洞区过湘江，李殉会怎样写橘洲？