地鐵施工將揮別“手刨”時代
2015-12-08
本報記者曹政
6米寬的隧道里，張旭駕著黃色的暗挖臺車轟隆隆向北進(jìn)發(fā)，再挖1公里就會與4號線在國家圖書館站會合。這個大家伙長得像《變形金剛》里的“大黃蜂”，伸出兩條長臂，沖鋒槍式的左臂負(fù)責(zé)挖掘、托舉，隧道盡頭的斷面上幾十條“抓痕”就是它留下的；右臂則裝著半米長的“狼牙棍”，在一連串伸縮、滾動的動作中，再結(jié)實的土層、石頭，都能被它攪動下來。
這地下25米深處的施工，是北京地鐵建設(shè)頭一回嘗試大型機械設(shè)備進(jìn)行暗挖。50年地鐵建設(shè)史，原本需要一鍬一鏟暗挖的人力作業(yè)終于有了機械替代。
建地鐵50年暗挖多“手刨”
27年前，住建部質(zhì)量安全專家委員會副主任委員金淮剛剛?cè)胄?，他見到的地鐵1號線西單站工地上，工人們用著“一鍬一鏟”的辦法拼人力“挖”地鐵；到今天，北京地鐵百余公里的在建線路中，無論是車站還是區(qū)間隧道，遇到土方開挖的時候，不少地方還在沿用這樣的“土辦法”。
從1965年開建中國第一條地鐵線，北京地鐵已經(jīng)建了整整50年，去年年底通車?yán)锍桃呀?jīng)突破500公里。地下地質(zhì)條件錯綜復(fù)雜，地上建筑物越來越密，已經(jīng)騰不出太大場地，一些車站和線路區(qū)間便不得不選擇暗挖的方式建設(shè)。
也就是說，施工中，不是大面積地開挖地面，而是通過豎井進(jìn)入地下深處再“掏洞”。地上建筑、道路基本照常運轉(zhuǎn)，地下“悄悄”建成車站、打通隧道。但在站與站之間隧道里施工的盾構(gòu)機，遇到砂卵石等障礙物較多的地質(zhì)，也難有用武之地，還得需要人力“一鍬一鏟”地挖。
光靠人力這種老辦法施工，進(jìn)展慢、效率低，又風(fēng)險重重。即使是建一座普通車站，土建結(jié)構(gòu)從無到有大致需要24到30個月的時間。土建結(jié)構(gòu)中導(dǎo)洞開挖雖然只是最基礎(chǔ)的開挖工序，但幾個200多米長的導(dǎo)洞挖起來就得用上5個月的時間。而另一方面，對于工人來說，一旦作業(yè)出現(xiàn)失誤，或者地下水太豐富，就容易遭遇嚴(yán)重塌方事故的生命威脅。
機械暗挖少投入一半人力
不過，依靠人力“手刨”的暗挖現(xiàn)狀已經(jīng)在地鐵16號線率先取得了改變。
全長50余公里的地鐵16號線地下穿越北京城，一半的工程量需要暗挖，工期、安全、質(zhì)量都讓人捏把汗。除了一大半車站需要在地下暗挖建成，打通隧道也是一塊硬骨頭。16號線國家圖書館到二里溝這一段1.3公里的區(qū)間里，大大小小的砂卵石密布，又穿越既有的4號線隧道，難度和風(fēng)險都不能依靠盾構(gòu)機一路到底。按照一貫的法子，只能靠人力一鍬一鏟地挖。
北京城市快軌公司副總經(jīng)理孫河川給記者列出常規(guī)施工需要投入的“兵力”：一個12個人的班組，24小時不間斷向前挖，也只能挖出來1.5米。而用上暗挖臺車，兩名司機再配4名工人輔助，一天就能挖出4到6米?！叭藴p了一半，效率則提高了三四倍?！睂O河川說，近期暗挖臺車將運用在16號線全線，建設(shè)速度也一下子提了上來。同時，設(shè)備采用清潔能源，施工環(huán)境也告別尾氣排放。
效率高了，施工費用低了。記者了解到，以完成1公里暗挖隧道來算，工期的縮短可節(jié)約管理費至少150萬元；人力的減少則節(jié)省勞務(wù)費至少300萬元；施工可減少設(shè)置1到2個豎井，相當(dāng)于減少前期投資一兩千萬元。
北京地鐵將陸續(xù)推廣使用
包括暗挖臺車在內(nèi)，本市研發(fā)出來的地鐵暗挖施工機械化設(shè)備一共有5項，均在全國首次推出。
前不久，市重大辦、市住建委專門針對這些新技術(shù)舉行了推介會。這些設(shè)備中，鉆孔樁及鋼管樁一體化施工打樁成孔的時間只需要14個小時，而此前則需要72小時；隧道施工中的數(shù)控模板臺車，把施工時間從傳統(tǒng)工藝的17天縮短至3到4天。
“經(jīng)過5年研發(fā)、試驗和改進(jìn)，5款暗挖施工機械化設(shè)備正式亮相，目前技術(shù)已經(jīng)比較成熟，未來將逐步在北京地鐵建設(shè)中進(jìn)行推廣?！笔兄卮筠k總工程師楊廣武對記者說，新的機械設(shè)備目前還處在示范階段，技術(shù)設(shè)備的革新也將會給地鐵施工工法帶來改變。
楊廣武透露，新型暗挖臺車正在研發(fā)階段，未來還將用上遙控裝置，司機不需要坐在車上，十幾米外便可以遙控完成機械的一舉一動，施工人員的安全更有保障。
本文來源：北京日報
