文章來源：中(zhong)國(guo)鐵道建筑有限公司(si) 發布時間(jian)：2020-04-15
日(ri)前(qian)，由中國鐵建所屬中鐵十四局大盾構(gou)公司承建的國內首(shou)座海底盾構(gou)地(di)鐵隧道——廈門地(di)鐵2號(hao)線穿海隧道貫通。藏身于海底3年(nian)多的“成功號(hao)”盾構(gou)機，在久經(jing)磨難后(hou)重見天(tian)日(ri)。
圖為廈門地鐵2號線過海隧道2019年3月10日雙線貫通(劉福昌 攝)
“前方刀盤忽然傳出(chu)了嗡(weng)嗡(weng)的(de)(de)悶響，盾構機推(tui)力、扭(niu)矩波動異常，感(gan)覺到明顯的(de)(de)顫抖。”回憶起(qi)2016年7月(yue)9早晨“成(cheng)功號”推(tui)至第417環時的(de)(de)情形，盾構機機長陳韜至今仍心有余(yu)悸。
第一次遭遇海底孤石群(qun)，是(shi)咬著牙齒向前(qian)推？還是(shi)停下來修整檢查(cha)？雖然有(you)過長江、瘦西湖等(deng)水(shui)下隧(sui)道施工經驗，但盾構項(xiang)目團(tuan)隊還是(shi)選擇了保守方案。
盾(dun)構機停擺，開艙檢查，情況(kuang)遠比想象(xiang)的嚴(yan)重(zhong)和復雜。9臺電(dian)機，有6臺啟動了自動安(an)全保護設置，電(dian)機儀表內部如同(tong)注入了水霧，白茫茫一片。刀盤上配備的38把(ba)正(zheng)面刮(gua)刀，有21把(ba)散(san)落(luo)(luo)在不同(tong)角落(luo)(luo)。
廈門地鐵2號線過海隧道施工中遭遇的孤石群長達13.5米，給施工造成極大難度，圖為潛水員打撈出的孤石(劉福昌 攝)
卡住盾構機刀盤的石頭，最大(da)的一塊(kuai)長度超過1.2米，后來實測(ce)強(qiang)度達到196兆(zhao)帕。196兆(zhao)帕相當于1平方米的表面上要承受近2萬噸的外力(li)。
刀盤雖然完整(zheng)無損，但施(shi)工仍然中(zhong)斷(duan)了4個(ge)月。
為了徹底掌握海(hai)底孤石的情況，項目部多方(fang)協調在主(zhu)航道上(shang)加密補(bu)勘，并在盾構機未(wei)施工的區域打(da)下了難以計數的“梅花樁”探(tan)孔。
在運輸繁忙的廈(sha)門西港主航(hang)道(dao)上打孔作業，難(nan)度(du)超乎想象。項目部總工(gong)程師(shi)徐磊(lei)介(jie)紹，除了報批手續繁復外，船舶(bo)穿梭加(jia)上海浪涌動(dong)的力量讓鉆桿非(fei)常容易被(bei)拉(la)斷(duan)，而(er)每拉(la)斷(duan)一根鉆桿，就必須(xu)派(pai)潛水員(yuan)下水切(qie)割(ge)。
勘(kan)探(tan)資料顯示，盾構(gou)機出現(xian)異常的區(qu)域有長(chang)達13.5米的孤石群。另外，上軟下硬的復合地(di)層、基巖突(tu)起和(he)斷裂(lie)帶、巖石堆積風化槽等(deng)多種復雜地(di)質都橫亙在建設者面前。
一旦這些特殊巖層撞掉了刀具，就會卡(ka)死刀盤，讓整個(ge)盾構機動(dong)彈不得。屆時，只能派(pai)潛水(shui)員(yuan)下(xia)水(shui)人工(gong)打撈石(shi)(shi)塊，如(ru)果石(shi)(shi)塊擾動(dong)了地層，掌子面(mian)在后期就極有(you)可能因為壓力(li)不保(bao)而塌陷。
面對新問題，中鐵十(shi)四(si)局盾構(gou)專家(jia)組(zu)多次到現場指導，優化設計，共采用(yong)包(bao)括水下爆破(po)、注漿加固、衡盾泥保壓等在內的新技術、新工藝(yi)20多項(xiang)，使一道道難題得(de)以(yi)破(po)解。
“我們首次將衡(heng)盾(dun)泥(ni)(ni)應用在泥(ni)(ni)水盾(dun)構，并進行了二次創(chuang)新。”盾(dun)構機安裝(zhuang)修理專家吳玉(yu)禮介(jie)紹，為了前艙保(bao)壓，他們甚至(zhi)嘗試向泥(ni)(ni)漿里添加糠皮、碎屑、秸(jie)稈(gan)等50多(duo)種物質。
2017年國慶長假的(de)最后一(yi)天，經過多(duo)次配比試驗，衡盾泥建膜成功(gong)，前艙(cang)壓力有了保證，潛(qian)水員(yuan)帶壓進艙(cang)撈石頭的(de)安全(quan)系數(shu)大大提高。
廈門地鐵2號線過海盾構隧道2016年1月29日始發掘進，為國內首條海底盾構地鐵隧道(朱寧利 攝)
歷經磨難不彎腰，勇往(wang)直前不退縮(suo)。“整個(ge)施(shi)工期間，我們海上(shang)爆(bao)破處理(li)的孤石(shi)有220立方(fang)米(mi)，潛水員帶壓進(jin)艙作(zuo)業(ye)3475次，打(da)撈孤石(shi)超過1000立方(fang)米(mi)，更換刀(dao)具712把，被磨穿的泥漿管道長達2742米(mi)。”談起這(zhe)些數字(zi)，大盾構公(gong)司(si)副總經理(li)兼項目經理(li)王曉(xiao)瓊如數家珍。
2018年8月9日，中國工程(cheng)院院士錢七虎再次來到這(zhe)里，在(zai)聽取了(le)工程(cheng)進展(zhan)情況后(hou)這(zhe)樣評(ping)價，“在(zai)極端(duan)復雜的地(di)質(zhi)條件下，采用的不良(liang)地(di)質(zhi)處理、設備選型、參數(shu)配置和施(shi)工技術方(fang)案總體(ti)合理，掘進效(xiao)率總體(ti)處于較高水平(ping)。”
廈門地鐵2號(hao)線穿(chuan)海(hai)隧(sui)道每(mei)前(qian)進一(yi)小步(bu)，都是我國(guo)海(hai)底盾構(gou)技術跨出的(de)一(yi)大(da)步(bu)。目前(qian)，他們的(de)海(hai)底盾構(gou)接(jie)收技術、海(hai)底泥(ni)水盾構(gou)掘進與(yu)防刀具脫落等9項(xiang)技術成(cheng)果均已(yi)申(shen)報國(guo)家專利。
廈門地鐵2號線過海隧道內景，這是我國首條開工建設的海底盾構地鐵隧道(劉福昌 攝)
【責任編(bian)輯：李巨堯】
