厦门地铁跨海段开钻为国内首条过海地铁隧道
2016-01-31
晨报讯（记者雷妤通讯员李琳）盾构机缓缓向前推进，头部的刀盘也转动起来，不久之后，这个大家伙将穿过厦门西海域，抵达厦门本岛。
1月29日上午10点30分，厦门地铁迎来了历史性一刻：国内首条过海地铁隧道盾构机顺利在海沧大道站始发，开创了地铁海底盾构施工的先河，标志着轨道交通2号线的建设进入新阶段，正式展开过海隧道的掘进施工。
昨日上午，在海沧大道站内，记者看到盾构机约在距离海平面60米处作业，作业区域位于地铁左线，朝厦门本岛东渡站方向掘进。一旁，地铁右线也有一台正在组装的盾构机，其将紧跟其后，在一个月后始发。中铁建十四局厦门轨道交通2号线二工区副总工程师徐树军介绍，两台盾构机预计于明年年底先后抵达东渡站。
采用盾构施工法的地铁隧道不少，而这条却尤为不同。这是国内首条地铁过海隧道，也是国内首条采用盾构施工方法的过海地铁隧道。
从规划图上看，这条过海隧道西起海沧大道站，终于东渡路站，地铁线路呈东西走向，先沿海沧大道向北敷设，后折向东入海，海底隧道下穿厦门西海域、大兔屿、厦门西港，于东渡国际码头1号泊位上岸，然后向南下穿邮轮城二期地块，到达东渡路站。全长2.8公里，其中，仅海底隧道的长度就达2.1公里。
值得一提的是，由于盾构机要在海底作业，因此相比于在地面下施工，难度更大，风险更高。结合2号线过海隧道所处的地层条件，经专家多次研究论证，轨道交通2号线的过海隧道将采用“盾构法+矿山法”的组合施工方案。为了尽量减少对周边环境的影响，盾构设备将选择对地层沉降变形控制更好的泥水平衡盾构机，盾构机开挖的泥渣采用压滤处理，实现“零污染”。
揭秘
历时18天跋涉到海沧
地铁施工离不开盾构机，车站与车站的距离就是用它来挖掘。盾构机就是个“巨无霸”，形象点形容，它有7辆公交车一字排开那么长、两层楼那么高，重量相当于100多头成年大象的总和。
盾构机分为盾体和后配套，其中，后配套是个长长的拖车，分为六节，主要有P2.1泵、控制室、工业水箱、污水箱、液压泵站、砂浆罐、配电柜、变压器、空压机。
挖掘主要靠它的盾体。盾体前部是主机，有点像巨大的电动刮胡刀，顶端有一个钢铁刀盘，在向前掘进时旋转削下泥土。在切削土体前，还要先向土体喷上专门的泡沫剂，让原本坚硬的土壤变得蓬松。刀盘后方的土仓后装有螺旋输送机和传输皮带，不断把土仓中的泥土运送到盾构机后部的拖车中去。配套拖车会把这些泥土拉到施工井口处，再由井口上方的吊车吊出地面。
此次过海隧道施工盾构机是由德国海瑞克公司设计制造。它是2015年3月在广东省的工厂里进行生产组装的，经过18天的长途跋涉，在11月来到海沧并于12月在海沧大道站开始工地组装作业。它整机长约104米、重760吨，最大推进速度为50毫米/分钟，相当于每小时最快向前挖掘3米，远比挖掘隧道的其他方法快，是个本领高强的大块头。
盾构机如何穿过海底
盾构机在地下穿行，本就是件不易的事情，要克服岩层、孤石、泥沙的干扰。面对施工过程中可能遇到的难题，厦门轨道交通集团有限公司委托国内知名科研机构提前展开过海隧道施工研究。
其中一项，就是把海底土体变成冻土。开挖前先在过海段左、右线隧道间设置了4座联络通道，对地层进行加固处理，然后专家研究出通过冷冻方法将土体变成冻土，减少渗漏、涌水出现。
但是问题又出现了，靠近厦门岛的一侧分布有变质石英砂岩，对盾构机的刀具磨损会非常严重，盾构施工难度大。对此，施工方打算先从陆地上通过矿山法掘开一条隧道，穿过变质石英砂岩，然后在海底迎接从海沧穿海而来的盾构机。为了防止两者对接处置不当，在对接处先制作一个密封的“盒子”，防止海水灌入。
令施工人员头疼的还有盾构机刀片更换。盾构机削土如泥，但刀盘也容易磨损，需要更换。二工区总机长吴玉礼介绍，在陆地上，要暂停盾构机更换刀盘都不太容易，更何况在深入海底几十米的高压环境下更换刀盘，因为水下压力大，盾构机停机时间长可能导致地层坍塌，而且需要潜水作业。
记者了解到，整个工程预计需要在海底更换刀盘约20次，要根据不同的水压，调整好盾构机刀盘仓压力，请具有高压进仓换刀经验的专业人员穿戴潜水设施，乘坐高压舱，进入盾构机刀盘仓进行作业。为了确保安全，一般选择在地质稳定地段进行换刀，随时监控仓内压力。记者了解到，这些过程编制成高压进仓及换刀方案，组织国内权威专家评审。
地铁2号线是厦门地铁交通线网中的中心放射骨干线，主要承担了本岛与海沧城区间跨海交通功能，全长41.5公里，设32个车站，均为地下站。
2号线一期（芦坑站———五缘湾站）：线路规划26.10km，车站数量23座，敷设方式维持全地下线。
2号线二期（天竺山站———芦坑站）：线路长度15.53km，设站9座，平均站间距1726m。
