“啃”得了硬巖“吞”得下軟土 推力4086噸“大塊頭”高效挖地鐵

雙模式盾構(gòu)機(jī)的刀盤中心區(qū)域?yàn)檎w鍛造，穩(wěn)定性更強(qiáng)。

海峽網(wǎng)8月8日訊（福州晚報(bào)記者 李錦清 文/攝）福州地鐵建設(shè)再添新利器！記者獲悉，前日，在福州地鐵4號(hào)線林浦站-城門站區(qū)間（林城區(qū)間）左線，根據(jù)福州地鐵施工條件量身定制的雙模式盾構(gòu)機(jī)順利始發(fā)。

這臺(tái)雙模式盾構(gòu)機(jī)在區(qū)間隧道掘進(jìn)施工時(shí)，軟硬通吃，既“吞”得下軟如豆腐的淤泥層，也“啃”得了堅(jiān)硬如鐵的硬巖層，實(shí)現(xiàn)一“掘”到底，改變了以往面對(duì)不同地質(zhì)條件需要更換不同掘進(jìn)設(shè)備的地鐵施工情形。

據(jù)了解，這種雙模式盾構(gòu)機(jī)代表了目前國(guó)內(nèi)盾構(gòu)行業(yè)的先進(jìn)技術(shù)，福州因此成為全國(guó)首批使用雙模式盾構(gòu)機(jī)的城市之一。

“大塊頭”有“大智慧”

昨日，在地鐵林浦站的地下施工空間，記者看到，前日已從林城區(qū)間左線始發(fā)的EPB/TBM雙模式盾構(gòu)機(jī)，在工人的操作下，正在開展掘進(jìn)作業(yè)。

這臺(tái)雙模式盾構(gòu)機(jī)，是個(gè)“超級(jí)大力士”。工作人員介紹，盾構(gòu)機(jī)總長(zhǎng)約130米，足有兩層樓高，有著4086噸的推力，盾構(gòu)機(jī)自身部件就有500噸重，“穿”上護(hù)航作業(yè)施工的黃色套筒后，整體重量更是達(dá)到了700噸。這么個(gè)大家伙，分解拆裝到14輛大卡車上后，前后花了半個(gè)月時(shí)間，才得以從產(chǎn)地廈門運(yùn)抵福州。

當(dāng)然，雙模式盾構(gòu)機(jī)不僅僅有“大塊頭”，多種科技手段的加持，也讓它有了“大智慧”。福州地鐵4號(hào)線3標(biāo)10工區(qū)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人謝茂累舉例說，通過豆粒石噴射系統(tǒng)操作，設(shè)備就能精準(zhǔn)完成對(duì)盾構(gòu)機(jī)管片細(xì)微縫隙的填充及注漿，保證管片的穩(wěn)定性和掘進(jìn)效率。與此同時(shí)，對(duì)于硬巖掘進(jìn)模式下的盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部粉塵和高溫問題，研發(fā)人員通過運(yùn)用土倉(cāng)噴霧系統(tǒng)、干式除塵器、空氣制冷系統(tǒng)等技術(shù)一一予以解決。外國(guó)專家評(píng)價(jià)，這種盾構(gòu)機(jī)的內(nèi)部環(huán)境可達(dá)到“讓人睡在里頭”的條件。

據(jù)了解，目前這臺(tái)在林城區(qū)間投用的雙模式盾構(gòu)機(jī)，既能在特定地層下高效掘進(jìn)，也能實(shí)現(xiàn)對(duì)地表沉降的高精度控制，預(yù)計(jì)施工效率至少能提高35%。

一機(jī)雙模軟硬通吃

記者了解到，普通的盾構(gòu)機(jī)模式單一，碰到硬巖層掘進(jìn)時(shí)，往往需要更換掘進(jìn)設(shè)備，而且更換設(shè)備耗時(shí)長(zhǎng)，至少需要兩個(gè)月。謝茂累介紹，相比前者，雙模式盾構(gòu)機(jī)的機(jī)身內(nèi)置有土壓平衡掘進(jìn)和硬巖隧道掘進(jìn)兩種模式，兩種模式之間切換自如。在掘進(jìn)軟土層時(shí)，雙模式盾構(gòu)機(jī)可變身土壓盾構(gòu)機(jī)，在掘進(jìn)長(zhǎng)距離硬巖段時(shí)，又能切換成硬巖掘進(jìn)機(jī)。模式切換時(shí)間只要兩周左右，還可減少刀盤刀具磨損。

這種新式盾構(gòu)機(jī)正是為福州地鐵復(fù)雜的施工條件量身定制的。據(jù)了解，林城區(qū)間單線長(zhǎng)約2173米，區(qū)間土層軟硬不均，穿越地層含較軟的淤泥和堅(jiān)硬的微風(fēng)化巖，其中富含硬巖段長(zhǎng)達(dá)1300米，巖層平均硬度達(dá)到143兆帕，硬度最高的巖石達(dá)到193兆帕。

“對(duì)于地鐵施工來說，淤泥層就好比豆腐般柔軟，193兆帕的硬度，又幾乎達(dá)到了鐵的強(qiáng)度。”福州地鐵集團(tuán)副總工程師張華介紹，針對(duì)林城區(qū)間的地質(zhì)特點(diǎn)，去年8月，福州地鐵集團(tuán)就帶領(lǐng)施工單位、設(shè)計(jì)單位、設(shè)備廠家、同濟(jì)大學(xué)、福州大學(xué)等相關(guān)機(jī)構(gòu)和專家，成立科研攻關(guān)課題小組，最終研制出EPB/TBM雙模式盾構(gòu)機(jī)，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)機(jī)子軟硬通吃，不管是軟土還是硬巖，都能用最合適的模式掘進(jìn)。

據(jù)了解，當(dāng)前福州地鐵已進(jìn)入多線路齊建的關(guān)鍵階段，目前地面27米下方的福州地下空間，包括兩臺(tái)雙模式盾構(gòu)機(jī)在內(nèi)，共有36臺(tái)盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)下井，推動(dòng)福州地鐵安全、高效建設(shè)。