文章(zhang)來源(yuan)：中(zhong)國鐵道建筑有限公司 發布(bu)時間：2020-04-15
日前，由中國鐵建(jian)所(suo)屬中鐵十四局(ju)大盾構公(gong)司承(cheng)建(jian)的國內(nei)首座海底(di)(di)盾構地鐵隧(sui)道——廈門地鐵2號(hao)線穿海隧(sui)道貫通。藏(zang)身于(yu)海底(di)(di)3年多的“成功(gong)號(hao)”盾構機(ji)，在(zai)久經磨難后(hou)重見天(tian)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(fang)刀盤(pan)忽然傳出了(le)嗡嗡的(de)悶響，盾構機推(tui)力(li)、扭矩波動異(yi)常(chang)，感覺到明(ming)顯的(de)顫抖(dou)。”回憶起2016年7月9早(zao)晨“成功(gong)號”推(tui)至(zhi)第(di)417環時的(de)情形，盾構機機長陳韜至(zhi)今仍心有余悸(ji)。
第一(yi)次遭遇海(hai)底孤(gu)石群，是(shi)(shi)咬著牙齒(chi)向(xiang)前推？還是(shi)(shi)停下(xia)來修整檢查？雖然(ran)有過長江、瘦(shou)西湖(hu)等(deng)水下(xia)隧道施工(gong)經驗(yan)，但(dan)盾構項目團隊還是(shi)(shi)選擇了保守方案。
盾構機停(ting)擺，開艙(cang)檢查(cha)，情(qing)況遠比(bi)想象的嚴(yan)重和復雜。9臺(tai)電機，有(you)(you)6臺(tai)啟(qi)動了自動安(an)全保護(hu)設置(zhi)，電機儀(yi)表內部如同注(zhu)入(ru)了水霧，白茫茫一片。刀(dao)盤上(shang)配備的38把正面刮刀(dao)，有(you)(you)21把散落在不同角落。
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(ka)住盾構(gou)機(ji)刀盤的石頭，最大的一(yi)塊長度超過1.2米(mi)，后來(lai)實測強度達到(dao)196兆帕(pa)(pa)。196兆帕(pa)(pa)相當于1平方米(mi)的表面(mian)上要(yao)承(cheng)受(shou)近2萬噸(dun)的外力。
刀(dao)盤雖然完(wan)整無損，但(dan)施(shi)工仍(reng)然中斷了4個月。
為(wei)了徹底(di)掌(zhang)握海底(di)孤(gu)石的情(qing)況，項目部多方協調在主航道上加密補勘，并在盾構機未施(shi)工的區域打下了難(nan)以計(ji)數(shu)的“梅花樁”探孔。
在運輸(shu)繁(fan)忙的(de)(de)廈門西港主航道上打孔作(zuo)業(ye)，難度超乎想象。項目部總(zong)工程師徐磊介紹，除了(le)報(bao)批(pi)手續繁(fan)復外，船舶穿(chuan)梭加上海浪涌動的(de)(de)力量讓鉆(zhan)桿非常容(rong)易被拉斷，而每拉斷一根(gen)鉆(zhan)桿，就必須派潛水員下水切割。
勘探資料顯示，盾構機出(chu)現異常的區(qu)域有長達13.5米的孤石群。另(ling)外，上軟下(xia)硬的復合地(di)層(ceng)、基巖突起(qi)和(he)斷裂帶(dai)、巖石堆積風化槽等多種復雜地(di)質(zhi)都橫亙在建設者面前。
一(yi)旦這些(xie)特殊巖層(ceng)撞掉了刀具(ju)，就(jiu)(jiu)會卡死刀盤，讓整個(ge)盾構機動彈不(bu)得。屆時，只能派潛水員下水人工打(da)撈石塊，如果石塊擾動了地層(ceng)，掌子面在后期就(jiu)(jiu)極有可能因為壓力(li)不(bu)保而塌陷。
面(mian)對新(xin)問題，中鐵十四(si)局(ju)盾(dun)構專家組多(duo)次到現場(chang)指導，優化設計，共采用包括水下(xia)爆(bao)破、注漿(jiang)加固、衡盾(dun)泥保壓(ya)等在內的(de)新(xin)技(ji)術、新(xin)工藝20多(duo)項，使一道道難題得以破解。
“我們首次將(jiang)衡盾泥應(ying)用(yong)在泥水盾構，并(bing)進(jin)行了(le)二次創新。”盾構機安裝修理(li)專家(jia)吳玉禮(li)介紹(shao)，為了(le)前艙保壓，他們甚(shen)至嘗試向泥漿(jiang)里添加糠(kang)皮(pi)、碎屑(xie)、秸稈等50多種物質。
2017年國慶長假的最后一(yi)天(tian)，經過多次配比試驗(yan)，衡盾泥建膜成(cheng)功(gong)，前艙(cang)(cang)壓力(li)有(you)了保證，潛水員帶壓進艙(cang)(cang)撈石頭的安(an)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)
歷經磨難不(bu)彎腰，勇(yong)往直(zhi)前不(bu)退縮。“整個施工期間，我們海上爆破(po)處理的(de)(de)孤石有220立(li)(li)方米(mi)(mi)，潛水員帶壓(ya)進艙(cang)作業3475次(ci)，打撈孤石超過1000立(li)(li)方米(mi)(mi)，更換刀具712把，被磨穿的(de)(de)泥漿管道(dao)長(chang)達(da)2742米(mi)(mi)。”談(tan)起(qi)這些數(shu)字，大盾構公司(si)副(fu)總經理兼項目經理王曉瓊如數(shu)家珍(zhen)。
2018年(nian)8月(yue)9日，中國工(gong)程院院士錢七虎(hu)再次來到這里，在聽取了工(gong)程進展情況后這樣(yang)評價，“在極端(duan)復(fu)雜的(de)地質(zhi)條件下(xia)，采用的(de)不良(liang)地質(zhi)處理、設備選型(xing)、參數配置和施(shi)工(gong)技術方案總體(ti)(ti)合理，掘進效率總體(ti)(ti)處于較高水平。”
廈(sha)門地鐵(tie)2號線穿(chuan)海(hai)隧道每前進一小步(bu)，都是我國海(hai)底(di)盾構(gou)技(ji)(ji)術(shu)(shu)跨(kua)出的(de)一大(da)步(bu)。目(mu)前，他(ta)們的(de)海(hai)底(di)盾構(gou)接(jie)收技(ji)(ji)術(shu)(shu)、海(hai)底(di)泥水盾構(gou)掘進與防刀具脫落(luo)等9項技(ji)(ji)術(shu)(shu)成(cheng)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】
