地鐵隧道怎么挖？四個(gè)程序交替進(jìn)行每分鐘最快挖80毫米
2016-05-18
（原標(biāo)題：地鐵隧道怎么挖？四個(gè)程序交替進(jìn)行每分鐘最快挖80毫米）
作為濟(jì)南市第一條軌道交通線路—R1線在2014年11月份正式開工，其中地下段約10公里，將配備6臺(tái)盾構(gòu)機(jī)開掘。不少市民關(guān)心盾構(gòu)機(jī)怎么能挖出一條一條的地鐵？濟(jì)南重工股份有限公司的工程師詳細(xì)給記者介紹了整個(gè)“鋼鐵蚯蚓”的工作原理，盾構(gòu)機(jī)通過挖掘、除渣、管片拼裝、砂漿澆注的不斷交替，隧道掘進(jìn)得以順利進(jìn)行。
本報(bào)記者喻雯蔣龍龍實(shí)習(xí)生趙倩云
挖掘拆成12段入地組裝刀盤配41刃滾刀
在濟(jì)南重工的車間內(nèi)，記者見到了已經(jīng)下線的第一條盾構(gòu)機(jī)。據(jù)現(xiàn)場工作人員介紹，盾構(gòu)機(jī)開挖直徑達(dá)6.68米，總長85米，總重超過500噸。盾構(gòu)機(jī)由刀盤、盾體、主驅(qū)動(dòng)、管片拼裝機(jī)、螺旋機(jī)、皮帶機(jī)、設(shè)備橋架、后備拖車、激光導(dǎo)向系統(tǒng)等十余個(gè)部分組成。
“整個(gè)盾構(gòu)機(jī)的施工包括挖掘、除渣、管片拼裝、砂漿澆注等四個(gè)工序。”濟(jì)南重工股份有限公司的工程師許京偉介紹，整個(gè)盾構(gòu)機(jī)就像一條“鋼鐵蚯蚓”，經(jīng)過四個(gè)工序的施工，它經(jīng)過的地方，一條長長的隧道就形成了。
許京偉介紹，該盾構(gòu)機(jī)將會(huì)被拆成12段運(yùn)送到施工現(xiàn)常該盾構(gòu)機(jī)由于為首條下線的盾構(gòu)機(jī)，命名為“開拓一號”。開拓一號將從王府莊站西1公里處開始施工挖掘。“施工方將在現(xiàn)場挖一個(gè)寬25米、深約10米的大坑，在現(xiàn)場開拓一號將會(huì)被重新組裝起來，放置到大坑內(nèi)。”
開拓一號在地下安裝后，整個(gè)設(shè)備會(huì)在電力的支持下啟動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。位于盾構(gòu)機(jī)最前側(cè)的刀盤會(huì)在前面不斷開挖作業(yè)面上的軟土、硬巖、砂卵石。“刀盤配備41刃高強(qiáng)材料滾刀，滿足濟(jì)南土巖交替、軟硬不均和全斷面巖石復(fù)雜底層的掘進(jìn)要求，同時(shí)可將滾刀初裝為可更換撕裂刀具，來提高在砂土地層掘進(jìn)的效率。”
遇到巖石，盾構(gòu)機(jī)每分鐘可轉(zhuǎn)3.5轉(zhuǎn)，推進(jìn)7毫米。遇到軟土每分鐘可轉(zhuǎn)1轉(zhuǎn)，推進(jìn)40毫米至80毫米。許京偉介紹，盾構(gòu)機(jī)在濟(jì)南的地質(zhì)結(jié)構(gòu)中，每月可推進(jìn)200米左右。
除渣每小時(shí)出60方渣土潤化土壤對付石頭
許京偉介紹，雖然盾構(gòu)機(jī)可在地下開土破石，“盾構(gòu)機(jī)在地下還是非常害怕水的。”由于軌道在施工前都要經(jīng)過詳細(xì)的地質(zhì)勘探，一般來說，施工的地下沒有大水。如果僅是一些沒有壓力的滲水，不會(huì)影響施工。“當(dāng)隧道一側(cè)有水并且和隧道方向平行，就需要一邊挖隧道，一邊控制水情。”
當(dāng)軟土、砂卵石或者巖石被切削或擠壓下來，盾構(gòu)機(jī)通過獨(dú)特設(shè)計(jì)的大開口率刀盤快速收集到泥土艙。許京偉介紹“，整個(gè)盾構(gòu)機(jī)上共有8人工作，其中有2人專門負(fù)責(zé)除渣工作。”
“不過有些渣土也很難處理，其中一些砂卵石就要采取一些措施。”許京偉介紹，這就要用到盾構(gòu)機(jī)上的潤滑土壤系統(tǒng)，“潤滑系統(tǒng)會(huì)放出潤化土壤將一些砂卵石一起帶入泥土艙。”
按正常情況，該機(jī)器每小時(shí)可產(chǎn)生渣土60立方米。泥土艙內(nèi)安裝著多個(gè)傳感器，隨時(shí)監(jiān)控艙內(nèi)的壓力，根據(jù)壓力大小系統(tǒng)將及時(shí)啟、閉螺旋輸送機(jī)，將多余的渣土通過運(yùn)輸機(jī)器和豎井送到地面，再由工程車輛運(yùn)走。
隧道管片拼裝通過豎井送地下6片組成一個(gè)環(huán)
整個(gè)盾構(gòu)設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)起來在前面開始挖掘后，后面的機(jī)器設(shè)備就會(huì)拼裝隧道管片，并及時(shí)將開挖后的渣土運(yùn)到開挖的“基坑處”。
據(jù)濟(jì)南重工股份有限公司許京偉介紹，在一個(gè)小時(shí)的時(shí)間內(nèi)，整個(gè)盾構(gòu)機(jī)有大約40分鐘在開挖隧道，大約20分鐘在裝隧道管片，“整個(gè)過程需要4個(gè)工作人員現(xiàn)場負(fù)責(zé)。”
“這些管片都在章丘的預(yù)制廠內(nèi)已經(jīng)提前生產(chǎn)好。”通過豎井運(yùn)到地下，由管片拼裝機(jī)把它拼成一個(gè)完整的圓環(huán)，“一個(gè)環(huán)需要六片預(yù)制的管片。”管片的長度是1.2米，“在軟土層施工的話，一天可以拼裝10到15環(huán)，大概就是15到20米。”當(dāng)遇到硬巖石時(shí)，整個(gè)盾構(gòu)機(jī)一天只能拼2環(huán)到3環(huán)。
注漿防透水裹上砂漿最快60秒可凝固
“當(dāng)管片拼裝完成后，管片的外部需要再注上水泥砂漿，然后這個(gè)隧道就形成了。”濟(jì)南重工股份有限公司許京偉介紹，管片鋪得再好也有空隙，也會(huì)透水，外邊還要包裹一層砂漿。盾構(gòu)機(jī)上共有兩臺(tái)注漿泵，砂漿先通過小車運(yùn)到砂漿泵里，然后經(jīng)過4個(gè)沙漿管路注漿。
“砂漿經(jīng)過配比，凝固時(shí)間非?？?，最快的話只需要60秒就可以凝固。”經(jīng)過一段時(shí)間，凝固砂漿的強(qiáng)度會(huì)更好，“隨后又開始下一輪，不斷進(jìn)行更替來推進(jìn)整個(gè)軌道交通的施工過程。”
本文來源：大眾網(wǎng)-齊魯晚報(bào)
