文章來源：中國鐵道建筑有限公司 發(fā)布時間：2019-04-15
日前，由中國鐵建所屬中鐵十四局大盾構(gòu)公司承建的國內(nèi)首座海底盾構(gòu)地鐵隧道——廈門地鐵2號線穿海隧道貫通。藏身于海底3年多的“成功號”盾構(gòu)機，在久經(jīng)磨難后重見天日。
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)
“前方刀盤忽然傳出了嗡嗡的悶響，盾構(gòu)機推力、扭矩波動異常，感覺到明顯的顫抖?！被貞浧?016年7月9早晨“成功號”推至第417環(huán)時的情形，盾構(gòu)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？還是停下來修整檢查？雖然有過長江、瘦西湖等水下隧道施工經(jīng)驗，但盾構(gòu)項目團隊還是選擇了保守方案。
盾構(gòu)機停擺，開艙檢查，情況遠比想象的嚴重和復(fù)雜。9臺電機，有6臺啟動了自動安全保護設(shè)置，電機儀表內(nèi)部如同注入了水霧，白茫茫一片。刀盤上配備的38把正面刮刀，有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)
卡住盾構(gòu)機刀盤的石頭，最大的一塊長度超過1.2米，后來實測強度達到196兆帕。196兆帕相當于1平方米的表面上要承受近2萬噸的外力。
刀盤雖然完整無損，但施工仍然中斷了4個月。
為了徹底掌握海底孤石的情況，項目部多方協(xié)調(diào)在主航道上加密補勘，并在盾構(gòu)機未施工的區(qū)域打下了難以計數(shù)的“梅花樁”探孔。
在運輸繁忙的廈門西港主航道上打孔作業(yè)，難度超乎想象。項目部總工程師徐磊介紹，除了報批手續(xù)繁復(fù)外，船舶穿梭加上海浪涌動的力量讓鉆桿非常容易被拉斷，而每拉斷一根鉆桿，就必須派潛水員下水切割。
勘探資料顯示，盾構(gòu)機出現(xiàn)異常的區(qū)域有長達13.5米的孤石群。另外，上軟下硬的復(fù)合地層、基巖突起和斷裂帶、巖石堆積風化槽等多種復(fù)雜地質(zhì)都橫亙在建設(shè)者面前。
一旦這些特殊巖層撞掉了刀具，就會卡死刀盤，讓整個盾構(gòu)機動彈不得。屆時，只能派潛水員下水人工打撈石塊，如果石塊擾動了地層，掌子面在后期就極有可能因為壓力不保而塌陷。
面對新問題，中鐵十四局盾構(gòu)專家組多次到現(xiàn)場指導，優(yōu)化設(shè)計，共采用包括水下爆破、注漿加固、衡盾泥保壓等在內(nèi)的新技術(shù)、新工藝20多項，使一道道難題得以破解。
“我們首次將衡盾泥應(yīng)用在泥水盾構(gòu)，并進行了二次創(chuàng)新?！倍軜?gòu)機安裝修理專家吳玉禮介紹，為了前艙保壓，他們甚至嘗試向泥漿里添加糠皮、碎屑、秸稈等50多種物質(zhì)。
2017年國慶長假的最后一天，經(jīng)過多次配比試驗，衡盾泥建膜成功，前艙壓力有了保證，潛水員帶壓進艙撈石頭的安全系數(shù)大大提高。
廈門地鐵2號線過海盾構(gòu)隧道2016年1月29日始發(fā)掘進，為國內(nèi)首條海底盾構(gòu)地鐵隧道(朱寧利 攝)
歷經(jīng)磨難不彎腰，勇往直前不退縮。“整個施工期間，我們海上爆破處理的孤石有220立方米，潛水員帶壓進艙作業(yè)3475次，打撈孤石超過1000立方米，更換刀具712把，被磨穿的泥漿管道長達2742米?！闭勂疬@些數(shù)字，大盾構(gòu)公司副總經(jīng)理兼項目經(jīng)理王曉瓊?cè)鐢?shù)家珍。
2018年8月9日，中國工程院院士錢七虎再次來到這里，在聽取了工程進展情況后這樣評價，“在極端復(fù)雜的地質(zhì)條件下，采用的不良地質(zhì)處理、設(shè)備選型、參數(shù)配置和施工技術(shù)方案總體合理，掘進效率總體處于較高水平?！?/p>
廈門地鐵2號線穿海隧道每前進一小步，都是我國海底盾構(gòu)技術(shù)跨出的一大步。目前，他們的海底盾構(gòu)接收技術(shù)、海底泥水盾構(gòu)掘進與防刀具脫落等9項技術(shù)成果均已申報國家專利。
廈門地鐵2號線過海隧道內(nèi)景，這是我國首條開工建設(shè)的海底盾構(gòu)地鐵隧道(劉福昌 攝)
【責任編輯：李巨堯】
