文章來源：中(zhong)國鐵道建筑(zhu)有(you)限公司(si) 發布(bu)時間(jian)：2020-04-15
日前，由(you)中國鐵(tie)(tie)建所屬中鐵(tie)(tie)十四局大盾構(gou)(gou)公司承建的國內首座海底盾構(gou)(gou)地鐵(tie)(tie)隧(sui)(sui)道(dao)——廈門地鐵(tie)(tie)2號(hao)線穿(chuan)海隧(sui)(sui)道(dao)貫通。藏(zang)身于海底3年(nian)多的“成功號(hao)”盾構(gou)(gou)機(ji)，在久經磨難后(hou)重見天日。
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(qian)方刀(dao)盤忽然傳出了嗡嗡的(de)(de)悶響(xiang)，盾構機(ji)推(tui)力(li)、扭矩波(bo)動異(yi)常，感覺到明顯的(de)(de)顫抖(dou)。”回憶起2016年(nian)7月9早晨“成(cheng)功號”推(tui)至第(di)417環時的(de)(de)情形，盾構機(ji)機(ji)長陳韜(tao)至今仍心(xin)有(you)余悸。
第一(yi)次遭遇海底孤石(shi)群，是咬著牙齒向(xiang)前(qian)推？還是停(ting)下來修整檢查(cha)？雖然有過(guo)長江、瘦西湖(hu)等水下隧道施(shi)工經驗，但盾(dun)構項目團隊還是選擇了保守方案。
盾構機停擺，開(kai)艙(cang)檢(jian)查，情(qing)況遠比想象(xiang)的嚴重和復(fu)雜。9臺(tai)(tai)電機，有6臺(tai)(tai)啟動了(le)自動安全保護設置，電機儀表(biao)內部如同(tong)注入了(le)水霧，白茫茫一片。刀盤上配備的38把正面刮刀，有21把散(san)落(luo)在不同(tong)角落(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(de)石(shi)頭，最大(da)的(de)一塊長度超過(guo)1.2米(mi)，后來實測(ce)強度達到196兆帕(pa)。196兆帕(pa)相當于1平方米(mi)的(de)表面上要(yao)承受近2萬噸(dun)的(de)外(wai)力。
刀盤雖然(ran)完整(zheng)無損(sun)，但施工仍然(ran)中(zhong)斷了4個月(yue)。
為了徹底掌(zhang)握(wo)海底孤石的情況，項(xiang)目部多方協調在(zai)主航(hang)道上加密(mi)補勘(kan)，并在(zai)盾(dun)構機(ji)未施(shi)工的區域打(da)下了難以計數(shu)的“梅花樁”探孔。
在運(yun)輸繁忙(mang)的(de)廈門(men)西港主航道上打孔作業，難度超乎想象。項目部總工程師徐磊介紹，除(chu)了報(bao)批手續繁復外(wai)，船舶穿梭(suo)加上海浪涌動(dong)的(de)力量讓鉆(zhan)桿非常(chang)容易被(bei)拉斷(duan)，而(er)每拉斷(duan)一根鉆(zhan)桿，就必須(xu)派潛水員下水切割。
勘探資(zi)料顯示，盾構(gou)機(ji)出現異常(chang)的(de)(de)區域有長達13.5米(mi)的(de)(de)孤石群。另外，上軟下(xia)硬的(de)(de)復合地(di)層、基巖(yan)突(tu)起和(he)斷裂帶(dai)、巖(yan)石堆積風化槽等多(duo)種(zhong)復雜地(di)質都橫(heng)亙在建設(she)者面前。
一旦這(zhe)些特殊巖層(ceng)撞掉了刀(dao)具，就會卡死刀(dao)盤，讓整個盾構機動(dong)彈不得。屆(jie)時，只(zhi)能派潛水員下水人工打撈(lao)石塊，如果石塊擾動(dong)了地層(ceng)，掌子(zi)面在后(hou)期(qi)就極有可能因(yin)為壓(ya)力不保(bao)而塌陷(xian)。
面(mian)對新(xin)問題(ti)，中鐵十四局盾構專家組多次到現場(chang)指導，優化設計，共采用包括水下爆破(po)、注漿加固(gu)、衡盾泥保(bao)壓等在內的新(xin)技術、新(xin)工藝20多項(xiang)，使一道道難(nan)題(ti)得以破(po)解。
“我們(men)首次(ci)將衡(heng)盾泥(ni)(ni)應用(yong)在泥(ni)(ni)水盾構，并進行了二(er)次(ci)創(chuang)新(xin)。”盾構機安裝修理專家吳玉禮介紹(shao)，為了前艙保壓，他們(men)甚至嘗(chang)試向泥(ni)(ni)漿里添(tian)加(jia)糠皮、碎屑(xie)、秸稈(gan)等50多種(zhong)物質。
2017年國(guo)慶長假的最后一天，經過多次配比試(shi)驗，衡盾泥建膜成功，前艙壓力有了保證，潛水(shui)員帶壓進艙撈石頭的安全系數大大提高。
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(jing)磨(mo)難(nan)不彎(wan)腰(yao)，勇往直前不退(tui)縮。“整(zheng)個(ge)施工期間，我們海上爆破處(chu)理的(de)孤石有220立方(fang)米(mi)，潛(qian)水員(yuan)帶壓(ya)進艙作業3475次，打撈孤石超過1000立方(fang)米(mi)，更換刀具712把，被磨(mo)穿的(de)泥(ni)漿管道長(chang)達(da)2742米(mi)。”談起這些(xie)數(shu)字(zi)，大盾構公(gong)司副總經(jing)理兼項(xiang)目經(jing)理王曉瓊如數(shu)家珍。
2018年8月9日，中國工(gong)(gong)程院院士(shi)錢(qian)七(qi)虎再次來到這里(li)，在聽取了工(gong)(gong)程進(jin)展情況后這樣評(ping)價，“在極端復(fu)雜的地質(zhi)條件下(xia)，采用的不良地質(zhi)處(chu)理、設備選型、參數配置和施工(gong)(gong)技(ji)術方案總(zong)體合理，掘進(jin)效率總(zong)體處(chu)于較高水平。”
廈(sha)門地鐵2號線(xian)穿海隧道每(mei)前(qian)進(jin)一小(xiao)步，都是我國海底盾(dun)構(gou)技術跨出的一大步。目前(qian)，他(ta)們(men)的海底盾(dun)構(gou)接收技術、海底泥水(shui)盾(dun)構(gou)掘進(jin)與防刀具(ju)脫落(luo)等9項技術成果均已申報國家專利。
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(yao)】
