廈門地鐵跨海段開鉆為國(guó)內(nèi)首條過(guò)海地鐵隧道
2016-01-31
晨報(bào)訊（記者雷妤通訊員李琳）盾構(gòu)機(jī)緩緩向前推進(jìn)，頭部的刀盤也轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，不久之后，這個(gè)大家伙將穿過(guò)廈門西海域，抵達(dá)廈門本島。
1月29日上午10點(diǎn)30分，廈門地鐵迎來(lái)了歷史性一刻：國(guó)內(nèi)首條過(guò)海地鐵隧道盾構(gòu)機(jī)順利在海滄大道站始發(fā)，開創(chuàng)了地鐵海底盾構(gòu)施工的先河，標(biāo)志著軌道交通2號(hào)線的建設(shè)進(jìn)入新階段，正式展開過(guò)海隧道的掘進(jìn)施工。
昨日上午，在海滄大道站內(nèi)，記者看到盾構(gòu)機(jī)約在距離海平面60米處作業(yè)，作業(yè)區(qū)域位于地鐵左線，朝廈門本島東渡站方向掘進(jìn)。一旁，地鐵右線也有一臺(tái)正在組裝的盾構(gòu)機(jī)，其將緊跟其后，在一個(gè)月后始發(fā)。中鐵建十四局廈門軌道交通2號(hào)線二工區(qū)副總工程師徐樹軍介紹，兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)預(yù)計(jì)于明年年底先后抵達(dá)東渡站。
采用盾構(gòu)施工法的地鐵隧道不少，而這條卻尤為不同。這是國(guó)內(nèi)首條地鐵過(guò)海隧道，也是國(guó)內(nèi)首條采用盾構(gòu)施工方法的過(guò)海地鐵隧道。
從規(guī)劃圖上看，這條過(guò)海隧道西起海滄大道站，終于東渡路站，地鐵線路呈東西走向，先沿海滄大道向北敷設(shè)，后折向東入海，海底隧道下穿廈門西海域、大兔嶼、廈門西港，于東渡國(guó)際碼頭1號(hào)泊位上岸，然后向南下穿郵輪城二期地塊，到達(dá)東渡路站。全長(zhǎng)2.8公里，其中，僅海底隧道的長(zhǎng)度就達(dá)2.1公里。
值得一提的是，由于盾構(gòu)機(jī)要在海底作業(yè)，因此相比于在地面下施工，難度更大，風(fēng)險(xiǎn)更高。結(jié)合2號(hào)線過(guò)海隧道所處的地層條件，經(jīng)專家多次研究論證，軌道交通2號(hào)線的過(guò)海隧道將采用“盾構(gòu)法+礦山法”的組合施工方案。為了盡量減少對(duì)周邊環(huán)境的影響，盾構(gòu)設(shè)備將選擇對(duì)地層沉降變形控制更好的泥水平衡盾構(gòu)機(jī)，盾構(gòu)機(jī)開挖的泥渣采用壓濾處理，實(shí)現(xiàn)“零污染”。
揭秘
歷時(shí)18天跋涉到海滄
地鐵施工離不開盾構(gòu)機(jī)，車站與車站的距離就是用它來(lái)挖掘。盾構(gòu)機(jī)就是個(gè)“巨無(wú)霸”，形象點(diǎn)形容，它有7輛公交車一字排開那么長(zhǎng)、兩層樓那么高，重量相當(dāng)于100多頭成年大象的總和。
盾構(gòu)機(jī)分為盾體和后配套，其中，后配套是個(gè)長(zhǎng)長(zhǎng)的拖車，分為六節(jié)，主要有P2.1泵、控制室、工業(yè)水箱、污水箱、液壓泵站、砂漿罐、配電柜、變壓器、空壓機(jī)。
挖掘主要靠它的盾體。盾體前部是主機(jī)，有點(diǎn)像巨大的電動(dòng)刮胡刀，頂端有一個(gè)鋼鐵刀盤，在向前掘進(jìn)時(shí)旋轉(zhuǎn)削下泥土。在切削土體前，還要先向土體噴上專門的泡沫劑，讓原本堅(jiān)硬的土壤變得蓬松。刀盤后方的土倉(cāng)后裝有螺旋輸送機(jī)和傳輸皮帶，不斷把土倉(cāng)中的泥土運(yùn)送到盾構(gòu)機(jī)后部的拖車中去。配套拖車會(huì)把這些泥土拉到施工井口處，再由井口上方的吊車吊出地面。
此次過(guò)海隧道施工盾構(gòu)機(jī)是由德國(guó)海瑞克公司設(shè)計(jì)制造。它是2015年3月在廣東省的工廠里進(jìn)行生產(chǎn)組裝的，經(jīng)過(guò)18天的長(zhǎng)途跋涉，在11月來(lái)到海滄并于12月在海滄大道站開始工地組裝作業(yè)。它整機(jī)長(zhǎng)約104米、重760噸，最大推進(jìn)速度為50毫米/分鐘，相當(dāng)于每小時(shí)最快向前挖掘3米，遠(yuǎn)比挖掘隧道的其他方法快，是個(gè)本領(lǐng)高強(qiáng)的大塊頭。
盾構(gòu)機(jī)如何穿過(guò)海底
盾構(gòu)機(jī)在地下穿行，本就是件不易的事情，要克服巖層、孤石、泥沙的干擾。面對(duì)施工過(guò)程中可能遇到的難題，廈門軌道交通集團(tuán)有限公司委托國(guó)內(nèi)知名科研機(jī)構(gòu)提前展開過(guò)海隧道施工研究。
其中一項(xiàng)，就是把海底土體變成凍土。開挖前先在過(guò)海段左、右線隧道間設(shè)置了4座聯(lián)絡(luò)通道，對(duì)地層進(jìn)行加固處理，然后專家研究出通過(guò)冷凍方法將土體變成凍土，減少滲漏、涌水出現(xiàn)。
但是問(wèn)題又出現(xiàn)了，靠近廈門島的一側(cè)分布有變質(zhì)石英砂巖，對(duì)盾構(gòu)機(jī)的刀具磨損會(huì)非常嚴(yán)重，盾構(gòu)施工難度大。對(duì)此，施工方打算先從陸地上通過(guò)礦山法掘開一條隧道，穿過(guò)變質(zhì)石英砂巖，然后在海底迎接從海滄穿海而來(lái)的盾構(gòu)機(jī)。為了防止兩者對(duì)接處置不當(dāng)，在對(duì)接處先制作一個(gè)密封的“盒子”，防止海水灌入。
令施工人員頭疼的還有盾構(gòu)機(jī)刀片更換。盾構(gòu)機(jī)削土如泥，但刀盤也容易磨損，需要更換。二工區(qū)總機(jī)長(zhǎng)吳玉禮介紹，在陸地上，要暫停盾構(gòu)機(jī)更換刀盤都不太容易，更何況在深入海底幾十米的高壓環(huán)境下更換刀盤，因?yàn)樗聣毫Υ?，盾?gòu)機(jī)停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)可能導(dǎo)致地層坍塌，而且需要潛水作業(yè)。
記者了解到，整個(gè)工程預(yù)計(jì)需要在海底更換刀盤約20次，要根據(jù)不同的水壓，調(diào)整好盾構(gòu)機(jī)刀盤倉(cāng)壓力，請(qǐng)具有高壓進(jìn)倉(cāng)換刀經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員穿戴潛水設(shè)施，乘坐高壓艙，進(jìn)入盾構(gòu)機(jī)刀盤倉(cāng)進(jìn)行作業(yè)。為了確保安全，一般選擇在地質(zhì)穩(wěn)定地段進(jìn)行換刀，隨時(shí)監(jiān)控倉(cāng)內(nèi)壓力。記者了解到，這些過(guò)程編制成高壓進(jìn)倉(cāng)及換刀方案，組織國(guó)內(nèi)權(quán)威專家評(píng)審。
地鐵2號(hào)線是廈門地鐵交通線網(wǎng)中的中心放射骨干線，主要承擔(dān)了本島與海滄城區(qū)間跨海交通功能，全長(zhǎng)41.5公里，設(shè)32個(gè)車站，均為地下站。
2號(hào)線一期（蘆坑站———五緣灣站）：線路規(guī)劃26.10km，車站數(shù)量23座，敷設(shè)方式維持全地下線。
2號(hào)線二期（天竺山站———蘆坑站）：線路長(zhǎng)度15.53km，設(shè)站9座，平均站間距1726m。
