江面泡沫为地层沼气夹带施工盾构润滑发泡剂引起

昨天，市建委、市环保局、市地铁集团发布关于钱塘江江面泡沫有关情况说明：

2018年10月17日下午，在钱塘江江面出现泡沫异常情况。市建委、市环保局、市地铁集团领导和有关专家立即赴现场调查。经调查分析，出现泡沫的区域系地铁5号线右线过江隧道（由北向南）掘进盾构工作位置的上方，江面泡沫为地层中的沼气夹带施工盾构润滑用的发泡剂引起，发泡剂为环保材料。5号线过江盾构掘进断面地质复杂，地层为砂性土并夹有砾石，土层中含有囊状沼气，当盾构掘进至含有囊状沼气的地层时，沼气夹带少量润滑发泡剂通过地层的空隙溢出江面产生泡沫。此类现象在过江盾构施工过程中偶有发生，地铁隧道及左右线盾构机均处于安全状态。

为什么盾构施工会引发沼气？

快报记者请教了一位国内地铁盾构方面的专家。

盾构是许多隧道工程的首选机器，仿佛一把自动剃须刀，将土层瓦解，钻探穿越路底或江底，可以避免地面道路的挖掘。

地铁盾构在江底掘进过程中，刀片与土壤会发生摩擦，不会产生火花。但推进过程中，对于江底的土层来说，却是一种挤压过程。

钱塘江底存在很多沼气，存在于土层中的沼气，也就同样处于挤压推进过程中。当压力集中到一定程度时，沼气会产生一种反压力释放，沼气就带着土壤中的发泡剂，溢出了江面，形成昨天很多人看到的“神秘漩涡”。

沼气是钱塘江底下自带，发泡剂又是做什么用的？

专家说，这种泡沫是通过盾构机的刀盘注入江底土层，改善土层润滑。

一般盾构施工中，都会加入膨润土泥浆或者发泡剂，这样做可以使土体的性能得到改善，填充土壤，改良土壤，减少土壤的透水性，可以让江底隧道开挖面保持稳定。

要知道，钱塘江宽1.3公里，其中200多米长的江面下的土层中，含有圆砾层，穿江施工，肯定会遭遇圆砾层，它有大量类似鹅卵石的石块，易让盾构刀片快速损耗。发泡剂还可以减少盾构刀盘与江底土体的摩擦，减少江底黏土黏附在刀盘上，有利于排土机构出土，所需的驱动功率就可减少。

简单说，就像你穿着新球鞋在淤泥里行走，撒上一层泡沫，淤泥就不会黏在鞋底，也能让你更轻松地行走。这个发泡剂是环保的，无毒。

“神秘漩涡”事件后，相关事宜还在进一步处理中。目前获悉，对地铁5号线的施工没有影响，但后续工作还需要进一步调整。

钱塘江底的沼气是怎么来的？

江底沼气的主要成分为甲烷，占总量的91.6%-94.6%。其次是氮气，占1.9%-5.7%，二氧化碳占2.58%-3.44%，其他还包括微量的一氧化碳等。

上海隧道股份有限公司做过勘测，这些沼气主要以囊状形式，赋存在钱塘江底21-28米段，呈不规则分布。江南部分要比江北部分多，也就是说靠近滨江、萧山的半边江含量更多。其中滨江区白马湖段、萧山新街镇段、瓜沥镇段的钱塘江底地层的沼气含量最密集。

钱塘江底的沼气从哪里来？浙江省地质调查院副总工程师陈忠大说，这跟钱塘江的江底形成历史有关。钱塘江正好处于杭州湾喇叭口，历史上遭遇过三次大规模海侵。每次海侵，大量的淤泥倒灌回江，将江内的植物、动物掩盖，久而久之生成沼气。

地铁1号线过江段施工时也曾遭遇沼气

钱塘江江底沼气阻碍地铁施工已经不是第一次了。

早在2009年，杭州地铁1号线（滨江站至富春路站）过江隧道的施工施工时，因遭遇大量的沼气，不得不延迟过江。

地铁施工遭遇沼气有多危险？

盾构隧道推进作业时，由于浅层沼气释放，引发爆炸，会危及人身安全，也可能造成土层失稳，使已经建好的隧道产生位移、断裂，造成不可挽回的重大经济损失。

据了解，钱塘江江底的沼气压力达到0.4兆帕，这个压力什么概念，它相当于在一平方米上施加了40万牛的压力（大约相当于每平方米承受40吨）。

盾构在推进对江底土层中的沼气产生挤压，当压力集中到一定程度时，会产生反压力释放，会导致坍塌。

此外，沼气还易引发窒息性中毒，对地铁施工工人造成危害。地铁建成后，沼气也可能渗入地铁通道，对乘客安全造成危害。

地铁1号线过江段 曾插过210个排气口

在含沼气的软土中如何施工，最好的办法是控制沼气溢出和提前释放沼气。

当时建设地铁1号线过江段时，采取的是“插管手术”排放法。用管子直接插入江底，让沼气“吐”出来。

这套办法，还是借鉴了穿越黄浦江的经验。据说穿越黄浦江的第一条过江隧道，也是由上海隧道股份有限公司负责的，穿越黄浦江底时也遭遇了沼气，当时用的就是这个方法。根据当时实验，在钱塘江南岸至主航道计划布置5排210个沼气释放口。

地铁5号线被称为“换乘之王” 将于明年建成通车

杭州地铁5号线一、二期全线设38个站点，是至今杭州地铁线路中跨度最大的一条线，穿越7个城区，有16个换乘站，堪称“换乘之王”。

目前，5号线已有18个站点主体结构已完成，其中过江隧道段正在盾构施工中，位于复兴大桥东侧，两端分别为南星桥站和江南大道站。

其中南星桥站位于钱江路与飞云江的交叉口，是和4号线的换乘站。5号线主要沿飞云江路南北向布置，然后穿过之江路直接进入钱塘江底下穿越。

穿过钱塘江后，在闻涛路长河路口“上岸”，沿着长河路往南，在江南大道口设为江南大道站。这个站点是5、6号线换乘站，5号沿长河路南北向布置。

计划中，地铁5号线将于明年建成通车。