日前，由中國鐵建所屬中鐵十四局大盾構公司承建的國內首座海底盾構地鐵隧道——廈門地鐵2號線穿海隧道貫通。藏身于海底3年多的“成功號”盾構機，在久經磨難后重見天日。

圖為廈門地鐵2號線過海隧道2019年3月10日雙線貫通(劉福昌 攝)

“前方刀盤忽然傳出了嗡嗡的悶響，盾構機推力、扭矩波動異常，感覺到明顯的顫抖。”回憶起2016年7月9早晨“成功號”推至第417環時的情形，盾構機機長陳韜至今仍心有余悸。

第一次遭遇海底孤石群，是咬著牙齒向前推？還是停下來修整檢查？雖然有過長江、瘦西湖等水下隧道施工經驗，但盾構項目團隊還是選擇了保守方案。

盾構機停擺，開艙檢查，情況遠比想象的嚴重和復雜。9臺電機，有6臺啟動了自動安全保護設置，電機儀表內部如同注入了水霧，白茫茫一片。刀盤上配備的38把正面刮刀，有21把散落在不同角落。

廈門地鐵2號線過海隧道施工中遭遇的孤石群長達13.5米，給施工造成極大難度，圖為潛水員打撈出的孤石(劉福昌 攝)

卡住盾構機刀盤的石頭，最大的一塊長度超過1.2米，后來實測強度達到196兆帕。196兆帕相當于1平方米的表面上要承受近2萬噸的外力。

刀盤雖然完整無損，但施工仍然中斷了4個月。

為了徹底掌握海底孤石的情況，項目部多方協調在主航道上加密補勘，并在盾構機未施工的區域打下了難以計數的“梅花樁”探孔。

在運輸繁忙的廈門西港主航道上打孔作業，難度超乎想象。項目部總工程師徐磊介紹，除了報批手續繁復外，船舶穿梭加上海浪涌動的力量讓鉆桿非常容易被拉斷，而每拉斷一根鉆桿，就必須派潛水員下水切割。

勘探資料顯示，盾構機出現異常的區域有長達13.5米的孤石群。另外，上軟下硬的復合地層、基巖突起和斷裂帶、巖石堆積風化槽等多種復雜地質都橫亙在建設者面前。

一旦這些特殊巖層撞掉了刀具，就會卡死刀盤，讓整個盾構機動彈不得。屆時，只能派潛水員下水人工打撈石塊，如果石塊擾動了地層，掌子面在后期就極有可能因為壓力不保而塌陷。

面對新問題，中鐵十四局盾構專家組多次到現場指導，優化設計，共采用包括水下爆破、注漿加固、衡盾泥保壓等在內的新技術、新工藝20多項，使一道道難題得以破解。

“我們首次將衡盾泥應用在泥水盾構，并進行了二次創新。”盾構機安裝修理專家吳玉禮介紹，為了前艙保壓，他們甚至嘗試向泥漿里添加糠皮、碎屑、秸稈等50多種物質。

2017年國慶長假的最后一天，經過多次配比試驗，衡盾泥建膜成功，前艙壓力有了保證，潛水員帶壓進艙撈石頭的安全系數大大提高。

廈門地鐵2號線過海盾構隧道2016年1月29日始發掘進，為國內首條海底盾構地鐵隧道(朱寧利 攝)

歷經磨難不彎腰，勇往直前不退縮。“整個施工期間，我們海上爆破處理的孤石有220立方米，潛水員帶壓進艙作業3475次，打撈孤石超過1000立方米，更換刀具712把，被磨穿的泥漿管道長達2742米。”談起這些數字，大盾構公司副總經理兼項目經理王曉瓊如數家珍。

2018年8月9日，中國工程院院士錢七虎再次來到這里，在聽取了工程進展情況后這樣評價，“在極端復雜的地質條件下，采用的不良地質處理、設備選型、參數配置和施工技術方案總體合理，掘進效率總體處于較高水平。”

廈門地鐵2號線穿海隧道每前進一小步，都是我國海底盾構技術跨出的一大步。目前，他們的海底盾構接收技術、海底泥水盾構掘進與防刀具脫落等9項技術成果均已申報國家專利。

廈門地鐵2號線過海隧道內景，這是我國首條開工建設的海底盾構地鐵隧道(劉福昌 攝)

 

【責任編輯：李巨堯】