文章來源：中國鐵道建(jian)筑(zhu)有限公(gong)司 發(fa)布(bu)時(shi)間：2020-04-15
日(ri)(ri)前，由中(zhong)國(guo)鐵建所(suo)屬中(zhong)鐵十四局大盾(dun)構(gou)(gou)公(gong)司承(cheng)建的國(guo)內首座海底盾(dun)構(gou)(gou)地鐵隧(sui)(sui)道——廈門地鐵2號(hao)線穿(chuan)海隧(sui)(sui)道貫通。藏身于(yu)海底3年多(duo)的“成功號(hao)”盾(dun)構(gou)(gou)機，在久經(jing)磨(mo)難后重(zhong)見天(tian)日(ri)(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(fang)刀(dao)盤(pan)忽(hu)然(ran)傳出了嗡嗡的(de)悶響，盾構機推力、扭矩波動異常，感(gan)覺到明顯的(de)顫(zhan)抖。”回憶起2016年7月(yue)9早晨“成功號”推至第417環時的(de)情形，盾構機機長陳韜至今仍心有余悸。
第一次遭遇海底孤石群，是咬著牙齒向前推？還(huan)是停下來修整檢查？雖然有過(guo)長江、瘦(shou)西湖等(deng)水下隧(sui)道施工經驗(yan)，但(dan)盾構項目團隊還(huan)是選擇了(le)保守方案(an)。
盾構機(ji)停擺，開艙檢查，情況遠比(bi)想象的(de)(de)嚴(yan)重和(he)復雜。9臺電機(ji)，有6臺啟動了自(zi)動安全(quan)保(bao)護設置，電機(ji)儀表內(nei)部如同(tong)(tong)注(zhu)入了水霧，白(bai)茫茫一片。刀(dao)盤上配備的(de)(de)38把正(zheng)面刮刀(dao)，有21把散落在不同(tong)(tong)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)
卡住(zhu)盾構機刀盤(pan)的石頭(tou)，最大的一塊長度(du)超過1.2米(mi)，后來實測強(qiang)度(du)達到196兆帕(pa)。196兆帕(pa)相當于1平(ping)方米(mi)的表面上要(yao)承受近2萬噸(dun)的外力。
刀(dao)盤雖然(ran)完整無(wu)損，但施工仍然(ran)中斷了4個(ge)月。
為了徹底(di)掌握海底(di)孤石(shi)的情況，項目(mu)部多方協(xie)調(diao)在(zai)主航(hang)道上加(jia)密(mi)補(bu)勘，并在(zai)盾構機(ji)未施工的區(qu)域打下了難(nan)以計(ji)數的“梅花樁”探孔。
在(zai)運輸(shu)繁(fan)忙的(de)廈門(men)西港主航道上打孔作業，難度超乎想象。項(xiang)目(mu)部總(zong)工程師(shi)徐磊介紹，除了報批手續繁(fan)復外，船舶(bo)穿梭加上海(hai)浪涌動的(de)力量讓鉆桿(gan)(gan)非常容易被拉(la)斷(duan)，而每(mei)拉(la)斷(duan)一根鉆桿(gan)(gan)，就必須派潛水(shui)員下水(shui)切割。
勘探資料顯示，盾構機出現異(yi)常的(de)區(qu)域有長達13.5米(mi)的(de)孤石群。另外，上軟下(xia)硬的(de)復合(he)地層(ceng)、基巖突(tu)起和斷(duan)裂帶、巖石堆積風(feng)化槽等多(duo)種(zhong)復雜(za)地質(zhi)都橫(heng)亙在建設(she)者(zhe)面前。
一旦這(zhe)些特(te)殊巖層撞(zhuang)掉了刀具，就(jiu)會卡死刀盤，讓整個盾構機動彈(dan)不得。屆時(shi)，只能派潛水員(yuan)下水人工打撈石塊(kuai)，如果石塊(kuai)擾動了地層，掌子面在后期就(jiu)極(ji)有可(ke)能因為(wei)壓(ya)力不保而塌(ta)陷。
面對新(xin)問題，中鐵十四局盾構專家組多次(ci)到現場指導(dao)，優化設計，共采用(yong)包(bao)括水下爆破、注(zhu)漿加固、衡盾泥保壓(ya)等在內的新(xin)技術、新(xin)工藝20多項，使(shi)一道道難題得以破解。
“我(wo)們首(shou)次將(jiang)衡盾泥(ni)應(ying)用(yong)在泥(ni)水盾構，并進(jin)行了(le)二次創新。”盾構機安裝(zhuang)修理專家(jia)吳(wu)玉禮介(jie)紹，為(wei)了(le)前艙保壓(ya)，他們甚至嘗(chang)試(shi)向泥(ni)漿里(li)添加糠皮、碎屑、秸稈等50多種物質。
2017年(nian)國(guo)慶長假的(de)最后一天(tian)，經過(guo)多(duo)次(ci)配比試驗，衡盾(dun)泥建膜成功，前(qian)艙(cang)壓力有(you)了保證，潛水員帶壓進(jin)艙(cang)撈石頭的(de)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)
歷經磨難不彎腰，勇(yong)往直(zhi)前(qian)不退縮。“整個施工(gong)期間，我們海上爆破處理的孤石(shi)有(you)220立方(fang)(fang)米(mi)，潛水員帶壓進艙(cang)作業3475次，打(da)撈孤石(shi)超過1000立方(fang)(fang)米(mi)，更換刀具(ju)712把，被磨穿的泥漿(jiang)管道長達(da)2742米(mi)。”談起這些(xie)數(shu)(shu)字，大盾構公司副總經理兼項(xiang)目經理王曉瓊如數(shu)(shu)家珍。
2018年8月9日，中國工程(cheng)院(yuan)(yuan)院(yuan)(yuan)士(shi)錢七虎再次來到這里，在聽取了工程(cheng)進(jin)展情況后(hou)這樣(yang)評價，“在極(ji)端(duan)復雜的(de)(de)地(di)質(zhi)條件下(xia)，采用(yong)的(de)(de)不良(liang)地(di)質(zhi)處(chu)理(li)、設(she)備選型、參(can)數配(pei)置和施工技術(shu)方案(an)總體合理(li)，掘進(jin)效率總體處(chu)于(yu)較高(gao)水平(ping)。”
廈門地(di)鐵2號(hao)線穿海(hai)隧道每(mei)前進一(yi)小步，都是(shi)我國海(hai)底(di)盾構(gou)技術(shu)跨(kua)出的(de)一(yi)大步。目前，他們(men)的(de)海(hai)底(di)盾構(gou)接收技術(shu)、海(hai)底(di)泥水盾構(gou)掘進與(yu)防刀具(ju)脫落(luo)等9項技術(shu)成果(guo)均已申報國家專(zhuan)利(li)。
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)
【責任編輯：李巨堯】
