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僅僅用了3個多月,長達994米的地鐵隧道就被打通。昨日上午9時20分,隨著TBM隧道掘進機刀盤的快速轉動前進,通往海川路車站的最后一層“窗戶紙”被捅破,青島地鐵2號線首個TBM區間(海安路站-海川路站區間)左線順利貫通。據悉,青島地鐵2號線施工中,我市首次采用隧道全斷面掘進機施工技術(TBM),施工單位克服種種困難,實現掘進最高日進尺22.5米、最高月進尺350米,而如果用鉆爆法施工,這段區間至少要挖兩年。
沒有阻力跑得反而慢了 據悉,青島地鐵2號線隧洞大部分地段位于花崗巖地層,巖石強度高,石英含量高,技術風險和安全風險大,同時施工的隧道以反坡施工為主,礦車出渣及排水困難,對設備的適應性和施工管控都提出了很高的要求。“機器掘進中一直是在走下坡,但是出渣和排水是反方向的,因此是上坡,而且坡度極大,對機車牽引排隊出渣等造成困難。”施紅忠介紹,他們積極開展技術攻關以解決機型設備的適應性問題,克服了TBM反坡施工難度大、盾尾內積水積渣多、管片難以拼裝、洞內高溫炎熱等困難。
記者在施工現場注意到,從海川路車站通往海游路車站方向的部分隧道已經挖開,并且軌道也已經預鋪好,那么TBM掘進機空推前進按理說應該很快。“機器如果沒有反力是跑不動的,有了巖石的阻隔可以正常推進,沒了巖石反而跑不動。”施紅忠介紹,為了讓設備通過海川路車站,車站的頂棚特意做了L型門架的鋼支撐,在車站預鋪的軌道上埋下了反力架,可以幫助TBM向前移動,就這短短200米距離,還需空跑10天左右。
半小時捅破“窗戶紙” 昨日8時50分左右,記者來到青島地鐵2號線海川路車站施工現場。沿著施工豎井下行,記者來到距離地面約28米深的地下,車站最底層到處是搭起的鋼結構支護,空氣有些悶,粉塵有些嗆人。隧道深處傳來了隆隆的機器轟鳴聲,但只聞其聲不見其物。伴隨著巖壁對面機器的快速轉動,斷面上的花崗巖不斷被鉆成碎塊落下,很快TBM掘進機就露出了真容,巨大的刀盤甩著41把大刀不停地旋轉推進。30分鐘后整個施工斷面被打通,施工人員立刻上去灑水除塵,海安路站到海川路站長達994米長的隧道區間左線正式貫通,讓海安路站和海川路站之間得以連通。
“從5月份正式掘進到現在貫通,只用了3個多月的時間,效率確實夠高。”中鐵十八局青島地鐵2號線項目部項目經理施紅忠告訴記者,地鐵2號線共有東西兩段采用TBM施工,而他們所負責的東段共分了海安路站-海川路站、海川路站-海游路站、海游路站-麥島站、麥島站-高雄路站等四個區間,全長7198米,貫通的是第一段的左線,而右線也在加緊掘進中,預計9月份就能實現貫通。
刀具磨損得有上百把 “掘進機在施工時,我們是看不到它的作業面的,掘進機在旋轉中不斷前進,它面對的是一座山,全是非常硬的巖石,但當它過去后,它后面就是直徑6米多寬的‘毛胚房’,施工人員要立即進行襯砌。”施紅忠介紹,這臺TBM屬于雙護盾隧道掘進機,主要由刀盤、前盾、后盾、管片拼裝和后配套等組裝,主要工作原理就是利用回轉刀具來擠碎圍巖并形成整體斷面,輪狀結構的刀盤就是它開挖硬巖的利器,刀盤上配備了41把盤形滾刀,直徑19英寸,每把刀重達180公斤。由于青島地質主要為花崗巖,硬度高,因此對刀具磨損也較大,每天差不多都要更換3到5把刀具,這樣算下來,施工三個多月就耗損了上百把滾刀。
施紅忠說,相對于傳統的鉆爆法施工,TBM最大的優勢就是掘進速度較快。在實際的施工中,TBM掘進最高日進尺22.5米,最高月進尺350米,而鉆爆法日進尺為一兩米,平均算下來TBM差不多是它的七八倍,效率非常高,這段近1000米的隧道,用鉆爆法差不多得花2年的時間。首個TBM區間的貫通為青島地鐵機械化作業替代鉆爆法施工提供了實踐依據,為后續地鐵線路高效施工、縮短地鐵建設周期、減少對周邊環境影響等創造了有利條件。
5臺大型機械同時開挖 青島地鐵2號線施工中,我市首次采用隧道全斷面掘進機施工技術(TBM),該線路上大約有兩大試驗段近9公里的隧道采用此技術,除了海安路至高雄路這一段,另外一段位于泰山路站至芝泉路站,共分為泰山路站-利津路站區間、利津路站-臺東站區間、臺東站-延安路站區間、延安路站-芝泉路站區間,工程掘進長度共4.8公里。
中船重工于2013年投產的4臺改進型雙護盾隧道掘進機和1臺ETB隧道掘進機,全部用于青島地鐵2號線工程施工,目前5臺大型機械已累計掘進2230米。記者了解到,地鐵2號線東段施工采用的TBM為DSUC型雙護盾隧道硬巖掘進機,在國內城市軌道交通隧道施工中使用尚屬首次。
據悉,一臺機器光組裝就要花費40多天,在經過一段時間的調試、試掘進后才能正式作業。海安路車站是TBM設備的入口,TBM試驗區間位于香港中路和香港東路下方,整個TBM施工區段將穿越10條斷層破碎帶,兩臺DSUC型TBM左右線同時施工,就像穿山甲一樣在地下打洞,可晝夜不歇工。
記者 吳帥 王建亮 實習生 李昕益 韓瀟 攝影報道