廈門地鐵2號線跨海段開鑽 國內首條過海地鐵隧道

2021-01-19 閩南網

  盾構機緩緩向前推進,頭部的刀盤也轉動起來,不久之後,這個大傢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,開創了地鐵海底盾構施工的先河,標誌著軌道交通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,作業區域位於地鐵左線,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,其將緊跟其後,在一個月後始發。中鐵建十四局廈門軌道交通2號線二工區副總工程師徐樹軍介紹,兩臺盾構機預計於明年年底先後抵達東渡站。

  採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,也是國內首條採用盾構施工方法的過海地鐵隧道。

  從規劃圖上看,這條過海隧道西起海滄大道站,終於東渡路站,地鐵線路呈東西走向,先沿海滄大道向北敷設,後折向東入海,海底隧道下穿廈門西海域、大兔嶼、廈門西港,於東渡國際碼頭1號泊位上岸,然後向南下穿郵輪城二期地塊,到達東渡路站。全長2.8公裡,其中,僅海底隧道的長度就達2.1公裡。

  值得一提的是,由於盾構機要在海底作業,因此相比於在地面下施工,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號線的過海隧道將採用「盾構法+礦山法」的組合施工方案。為了儘量減少對周邊環境的影響,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,盾構機開挖的泥渣採用壓濾處理,實現「零汙染」。(記者 雷妤 通訊員 李琳黃勁超 圖)

  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麼長、兩層樓那麼高,重量相當於100多頭成年大象的總和。

  盾構機分為盾體和後配套,其中,後配套是個長長的拖車,分為六節,主要有P2.1泵、控制室、工業水箱、汙水箱、液壓泵站、砂漿罐、配電櫃、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鬍刀,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鬆。刀盤後方的土倉後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後部的拖車中去。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製造。它是2015年3月在廣東省的工廠裡進行生產組裝的,經過18天的長途跋涉,在11月來到海滄並於12月在海滄大道站開始工地組裝作業。它整機長約104米、重760噸,最大推進速度為50毫米/分鐘,相當於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、泥沙的幹擾。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託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座聯絡通道,對地層進行加固處理,然後專家研究出通過冷凍方法將土體變成凍土,減少滲漏、湧水出現。

  但是問題又出現了,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,然後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,在對接處先製作一個密封的「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。

  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。為了確保安全,一般選擇在地質穩定地段進行換刀,隨時監控倉內壓力。記者了解到,這些過程編製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幹線,主要承擔了本島與海滄城區間跨海交通功能,全長41.5公裡,設32個車站,均為地下站。

  2號線一期(蘆坑站———五緣灣站):線路規劃26.10km,車站數量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。

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