廈門地鐵跨海段開鉆為國內首條過海地鐵隧道
2016-01-31
晨報訊（記者雷妤通訊員李琳）盾構機緩緩向前推進，頭部的刀盤也轉動起來，不久之后，這個大家伙將穿過廈門西海域，抵達廈門本島。
1月29日上午10點30分，廈門地鐵迎來了歷史性一刻：國內首條過海地鐵隧道盾構機順利在海滄大道站始發(fā)，開創(chuàng)了地鐵海底盾構施工的先河，標志著軌道交通2號線的建設進入新階段，正式展開過海隧道的掘進施工。
昨日上午，在海滄大道站內，記者看到盾構機約在距離海平面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。一旁，地鐵右線也有一臺正在組裝的盾構機，其將緊跟其后，在一個月后始發(fā)。中鐵建十四局廈門軌道交通2號線二工區(qū)副總工程師徐樹軍介紹，兩臺盾構機預計于明年年底先后抵達東渡站。
采用盾構施工法的地鐵隧道不少，而這條卻尤為不同。這是國內首條地鐵過海隧道，也是國內首條采用盾構施工方法的過海地鐵隧道。
從規(guī)劃圖上看，這條過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，后折向東入海，海底隧道下穿廈門西海域、大兔嶼、廈門西港，于東渡國際碼頭1號泊位上岸，然后向南下穿郵輪城二期地塊，到達東渡路站。全長2.8公里，其中，僅海底隧道的長度就達2.1公里。
值得一提的是，由于盾構機要在海底作業(yè)，因此相比于在地面下施工，難度更大，風險更高。結合2號線過海隧道所處的地層條件，經專家多次研究論證，軌道交通2號線的過海隧道將采用“盾構法+礦山法”的組合施工方案。為了盡量減少對周邊環(huán)境的影響，盾構設備將選擇對地層沉降變形控制更好的泥水平衡盾構機，盾構機開挖的泥渣采用壓濾處理，實現(xiàn)“零污染”。
揭秘
歷時18天跋涉到海滄
地鐵施工離不開盾構機，車站與車站的距離就是用它來挖掘。盾構機就是個“巨無霸”，形象點形容，它有7輛公交車一字排開那么長、兩層樓那么高，重量相當于100多頭成年大象的總和。
盾構機分為盾體和后配套，其中，后配套是個長長的拖車，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。
挖掘主要靠它的盾體。盾體前部是主機，有點像巨大的電動刮胡刀，頂端有一個鋼鐵刀盤，在向前掘進時旋轉削下泥土。在切削土體前，還要先向土體噴上專門的泡沫劑，讓原本堅硬的土壤變得蓬松。刀盤后方的土倉后裝有螺旋輸送機和傳輸皮帶，不斷把土倉中的泥土運送到盾構機后部的拖車中去。配套拖車會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。
此次過海隧道施工盾構機是由德國海瑞克公司設計制造。它是2015年3月在廣東省的工廠里進行生產組裝的，經過18天的長途跋涉，在11月來到海滄并于12月在海滄大道站開始工地組裝作業(yè)。它整機長約104米、重760噸，最大推進速度為50毫米/分鐘，相當于每小時最快向前挖掘3米，遠比挖掘隧道的其他方法快，是個本領高強的大塊頭。
盾構機如何穿過海底
盾構機在地下穿行，本就是件不易的事情，要克服巖層、孤石、泥沙的干擾。面對施工過程中可能遇到的難題，廈門軌道交通集團有限公司委托國內知名科研機構提前展開過海隧道施工研究。
其中一項，就是把海底土體變成凍土。開挖前先在過海段左、右線隧道間設置了4座聯(lián)絡通道，對地層進行加固處理，然后專家研究出通過冷凍方法將土體變成凍土，減少滲漏、涌水出現(xiàn)。
但是問題又出現(xiàn)了，靠近廈門島的一側分布有變質石英砂巖，對盾構機的刀具磨損會非常嚴重，盾構施工難度大。對此，施工方打算先從陸地上通過礦山法掘開一條隧道，穿過變質石英砂巖，然后在海底迎接從海滄穿海而來的盾構機。為了防止兩者對接處置不當，在對接處先制作一個密封的“盒子”，防止海水灌入。
令施工人員頭疼的還有盾構機刀片更換。盾構機削土如泥，但刀盤也容易磨損，需要更換。二工區(qū)總機長吳玉禮介紹，在陸地上，要暫停盾構機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，因為水下壓力大，盾構機停機時間長可能導致地層坍塌，而且需要潛水作業(yè)。
記者了解到，整個工程預計需要在海底更換刀盤約20次，要根據不同的水壓，調整好盾構機刀盤倉壓力，請具有高壓進倉換刀經驗的專業(yè)人員穿戴潛水設施，乘坐高壓艙，進入盾構機刀盤倉進行作業(yè)。為了確保安全，一般選擇在地質穩(wěn)定地段進行換刀，隨時監(jiān)控倉內壓力。記者了解到，這些過程編制成高壓進倉及換刀方案，組織國內權威專家評審。
地鐵2號線是廈門地鐵交通線網中的中心放射骨干線，主要承擔了本島與海滄城區(qū)間跨海交通功能，全長41.5公里，設32個車站，均為地下站。
2號線一期（蘆坑站———五緣灣站）：線路規(guī)劃26.10km，車站數(shù)量23座，敷設方式維持全地下線。
2號線二期（天竺山站———蘆坑站）：線路長度15.53km，設站9座，平均站間距1726m。
