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仅仅用了3个多月,长达994米的地铁隧道就被打通。昨日上午9时20分,随着TBM隧道掘进机刀盘的快速转动前进,通往海川路车站的最后一层“窗户纸”被捅破,青岛地铁2号线首个TBM区间(海安路站-海川路站区间)左线顺利贯通。据悉,青岛地铁2号线施工中,我市首次采用隧道全断面掘进机施工技术(TBM),施工单位克服种种困难,实现掘进最高日进尺22.5米、最高月进尺350米,而如果用钻爆法施工,这段区间至少要挖两年。
没有阻力跑得反而慢了
据悉,青岛地铁2号线隧洞大部分地段位于花岗岩地层,岩石强度高,石英含量高,技术风险和安全风险大,同时施工的隧道以反坡施工为主,矿车出渣及排水困难,对设备的适应性和施工管控都提出了很高的要求。“机器掘进中一直是在走下坡,但是出渣和排水是反方向的,因此是上坡,而且坡度极大,对机车牵引排队出渣等造成困难。”施红忠介绍,他们积极开展技术攻关以解决机型设备的适应性问题,克服了TBM反坡施工难度大、盾尾内积水积渣多、管片难以拼装、洞内高温炎热等困难。
记者在施工现场注意到,从海川路车站通往海游路车站方向的部分隧道已经挖开,并且轨道也已经预铺好,那么TBM掘进机空推前进按理说应该很快。“机器如果没有反力是跑不动的,有了岩石的阻隔可以正常推进,没了岩石反而跑不动。”施红忠介绍,为了让设备通过海川路车站,车站的顶棚特意做了L型门架的钢支撑,在车站预铺的轨道上埋下了反力架,可以帮助TBM向前移动,就这短短200米距离,还需空跑10天左右。
半小时捅破“窗户纸”
昨日8时50分左右,记者来到青岛地铁2号线海川路车站施工现场。沿着施工竖井下行,记者来到距离地面约28米深的地下,车站最底层到处是搭起的钢结构支护,空气有些闷,粉尘有些呛人。隧道深处传来了隆隆的机器轰鸣声,但只闻其声不见其物。伴随着岩壁对面机器的快速转动,断面上的花岗岩不断被钻成碎块落下,很快TBM掘进机就露出了真容,巨大的刀盘甩着41把大刀不停地旋转推进。30分钟后整个施工断面被打通,施工人员立刻上去洒水除尘,海安路站到海川路站长达994米长的隧道区间左线正式贯通,让海安路站和海川路站之间得以连通。
“从5月份正式掘进到现在贯通,只用了3个多月的时间,效率确实够高。”中铁十八局青岛地铁2号线项目部项目经理施红忠告诉记者,地铁2号线共有东西两段采用TBM施工,而他们所负责的东段共分了海安路站-海川路站、海川路站-海游路站、海游路站-麦岛站、麦岛站-高雄路站等四个区间,全长7198米,贯通的是第一段的左线,而右线也在加紧掘进中,预计9月份就能实现贯通。
刀具磨损得有上百把
“掘进机在施工时,我们是看不到它的作业面的,掘进机在旋转中不断前进,它面对的是一座山,全是非常硬的岩石,但当它过去后,它后面就是直径6米多宽的‘毛胚房’,施工人员要立即进行衬砌。”施红忠介绍,这台TBM属于双护盾隧道掘进机,主要由刀盘、前盾、后盾、管片拼装和后配套等组装,主要工作原理就是利用回转刀具来挤碎围岩并形成整体断面,轮状结构的刀盘就是它开挖硬岩的利器,刀盘上配备了41把盘形滚刀,直径19英寸,每把刀重达180公斤。由于青岛地质主要为花岗岩,硬度高,因此对刀具磨损也较大,每天差不多都要更换3到5把刀具,这样算下来,施工三个多月就耗损了上百把滚刀。
施红忠说,相对于传统的钻爆法施工,TBM最大的优势就是掘进速度较快。在实际的施工中,TBM掘进最高日进尺22.5米,最高月进尺350米,而钻爆法日进尺为一两米,平均算下来TBM差不多是它的七八倍,效率非常高,这段近1000米的隧道,用钻爆法差不多得花2年的时间。首个TBM区间的贯通为青岛地铁机械化作业替代钻爆法施工提供了实践依据,为后续地铁线路高效施工、缩短地铁建设周期、减少对周边环境影响等创造了有利条件。
5台大型机械同时开挖
青岛地铁2号线施工中,我市首次采用隧道全断面掘进机施工技术(TBM),该线路上大约有两大试验段近9公里的隧道采用此技术,除了海安路至高雄路这一段,另外一段位于泰山路站至芝泉路站,共分为泰山路站-利津路站区间、利津路站-台东站区间、台东站-延安路站区间、延安路站-芝泉路站区间,工程掘进长度共4.8公里。
中船重工于2013年投产的4台改进型双护盾隧道掘进机和1台ETB隧道掘进机,全部用于青岛地铁2号线工程施工,目前5台大型机械已累计掘进2230米。记者了解到,地铁2号线东段施工采用的TBM为DSUC型双护盾隧道硬岩掘进机,在国内城市轨道交通隧道施工中使用尚属首次。
据悉,一台机器光组装就要花费40多天,在经过一段时间的调试、试掘进后才能正式作业。海安路车站是TBM设备的入口,TBM试验区间位于香港中路和香港东路下方,整个TBM施工区段将穿越10条断层破碎带,两台DSUC型TBM左右线同时施工,就像穿山甲一样在地下打洞,可昼夜不歇工。(记者 吴帅 王建亮 实习生 李昕益 韩潇 摄影报道)
原标题:“钻地龙”发威仨月钻完两年的路