修地鐵有神器：濟南造盾構機

12月18日，在濟南劉長山路延長線地下約11米處，連續(xù)掘進5個月的盾構機不久將出井，打通濟南軌道交通R1線第一個隧道區(qū)間。該區(qū)間總長1302米，現(xiàn)在完成1210米，大約還有90米就可以貫通了。

繼R1線后，R3線第一臺盾構機將于明年1月底下線，R2線也有望在明年9月迎來首臺盾構機。作為隧道掘進的專用工程機械，盾構機始發(fā)時間是軌道交通地下施工最為關鍵的時間節(jié)點，直接關系到軌道交通的建設進度。那么，盾構機是如何在地下工作的呢？

【成功“穿越”】盾構機下穿京滬鐵路地層幾乎零沉降

11月23日上午7時，在劉長山路地下，隨著最后一環(huán)隧道管片拼裝完畢，歷時13天的濟南地鐵R1線首次下穿鐵路既有線施工順利完成。濟南重工股份有限公司制造的盾構機所穿越范圍線上共有8股鐵路線，每日承載運營客、貨列車近百車次，運營繁忙，為Ⅰ級鐵路。該區(qū)間右線下穿鐵路路基段隧道埋深16.8米；左線下穿點位于鐵路橋涵和路基交界處，鐵路框架橋涵段隧道頂距離橋涵底7.6米，施工難度大，安全風險高，不可控因素較多。在盾構下穿鐵路65米的長度里，地質由粉質黏土突變?yōu)槁咽瘜樱捎诼咽瘜又泻看?，長時間的停機會引起較大地層沉降，因此必須確保下穿施工的連續(xù)性。

鐵路路基及橋涵69個監(jiān)測點發(fā)現(xiàn)，盾構機運行之處最大沉降值均不超過1毫米，完全滿足最大沉降6毫米的設計控制標準。此次下穿的成功驗證了盾構機施工在濟南地層中的適應性較好，可滿足隧道下穿既有線的高控制指標要求。

【濟南制造】根據(jù)地質“量身”打造造價5000多萬元

盾構機成功“穿越”京滬鐵路，濟南重工股份有限公司早就對其充滿信心。“濟南市南高北低，南靠泰山余脈，北鄰黃河沖積平原，地層中軟土、砂卵石、灰?guī)r交替分布,巖溶裂隙強烈發(fā)育,形成了復雜獨特的地質水文條件。”濟南重工股份有限公司盾構機技術負責人許京偉介紹，他們生產(chǎn)的盾構機是為濟南量身打造的復合盾構機。刀盤配備41刃高強材料滾刀，以及撕裂刀、刮刀。滾刀碎石、撕裂刀把砂土劃成小塊，刮刀將這些碎石和泥土刮下來。三種刀片有不同的高度差，分工協(xié)作。首臺盾構機的刀盤重65噸，8個電焊工花了40天焊接出來，總造價5000多萬元。

有人問，盾構機這么“金貴”，為啥R1線不用傳統(tǒng)鉆爆法？據(jù)了解，R1線地下段不能用鉆爆法。許京偉說，濟南西部地下水豐富，用鉆爆法無法控制地下水出水量。另外，R1線要經(jīng)過京滬高鐵下和濟南西站下，鉆爆法存在不可控因素，萬一操作不當會影響高鐵通行。此外，盾構機在工作時，動靜很小，在施工過程中，地面上也不用大面積拆遷，不阻斷交通，施工無噪音，地面基本不沉降，不影響居民的正常生活。兩者相比，盾構機顯然更安全可控。

【挖地“神器”】41把滾刀開路前面挖后面拼裝隧道管片

濟南重工股份有限公司董事長王伯芝說，“別看盾構機很大，總長85米，總重量515噸，但它很‘聰明’。主控室是盾構機的“大腦”，內有四個觸摸屏，顯示各種數(shù)據(jù)和主機的實時監(jiān)控畫面，操控臺上還有一排排按鈕。盾構機工作后，司機眼睛要緊盯著屏幕，關注屏幕上不斷變化的數(shù)據(jù)，不時觸碰屏幕，調出所需的畫面進行操作。開盾構機不像開車，要隨時注意各種數(shù)據(jù)的變化，比如要保證土倉中的壓力與外界壓力平衡，要確保挖掘的軸線誤差每公里不會超過2毫米。雖然主控室里通常只有一個人，卻要控制和監(jiān)測著盾構機推進的方向和速度，要保持壓力平衡，更要控制推進過程中的所有必要程序，噴泡沫劑、轉動刀盤、注漿……

“盾構機平均在地下10米至20米的地下開挖隧道。”許京偉說，盾構機開工之后，在液壓的推動下，只前進不后退。整個盾構設備運轉起來，看上去還會像一列小火車，前面開挖后，后面的機器設備就會拼裝隧道管片，并及時將開挖后的渣土運到開挖的“基坑處”。由吊機提升到路面，再由工程車輛運走。遇到巖石，盾構機每分鐘可轉3.5轉，推進7毫米；遇到軟土每分鐘可轉1轉，推進40毫米至80毫米。

備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。