大連地鐵5號線跨海段施工橫穿梭魚灣，複雜的地質地貌和施工條件使得該工程成為破解世界級難題的超級工程。如何解決世界級難題?中鐵工程裝備集團專門設計研發了一臺“超級裝備”——盾構機“海宏號”。這個全長158米、直徑12.26米的巨無霸式裝備已於7月5日通過驗收，並將於10月正式始發。昨日，記者來到中鐵裝備大連生產組裝基地，近距離接觸到這臺世界上現有功能最全、技術最先進的盾構機。
為地鐵5號線量身打造超級裝備
在大連長興島的中鐵裝備大連生產組裝基地車間裡，最引人注意的便是放置於場地中央的一臺盾構機：158米長的碩大身軀比足球場還長了一截，直徑12.26米的刀盤相當於4層樓高，整體重達2840噸，分為1節刀盤和7節配套裝備，其中僅刀盤重量就達到400噸。
這臺盾構機的每個環節都是專門為大連地鐵5號線跨海段施工量身打造的，甚至在4層樓高的刀盤上，還印有藍色的大連地鐵標誌，而白色的刀盤上點綴著的藍色線條，也寓意了大連的碧海白雲。
“我們整個設計團隊有20多人，設計工期就有6個月。去年5月開始製造，歷時一年多時間，終於成功下線。”中鐵工程裝備集團設計研究總院的張國良是這臺“龐然大物”的總設計師，他告訴記者，這是世界上現有功能最多、技術最先進的盾構機。
這臺盾構機被命名為“海宏號”，“‘海’就意味著大連、大海，‘宏’則是學術上的一個概念，就是指許多種功能集納於一身。”張國良說，“海宏號”就像是一塊電路板，在上面集成了許多高科技技術。“打個比方，它就像是電影裡的特工汽車。”張國良笑著說，“海宏號”可以伸出一個超前鑽頭鑽探，可以發出地震波探測地質情況，“車頭”還可以伸縮旋轉，可以粉碎石渣等等，而這些都是針對地鐵5號線施工特點設計的。
超級裝備如何破解世界難題？
在現場，張國良帶著記者走進了“海宏號”內部，詳細講解了每個環節的主要功能，更介紹了這臺盾構機如何來解決施工中的那些世界級難題。
難題1
在近50米深的海底掘進，水土壓力高，施工人員帶壓作業，有風險效率低。
破解：設計常壓刀艙，讓施工人員在常壓狀態下更換刀具。“這是這臺盾構機最先進的地方。”張國良特地帶記者走進刀艙，在狹小空間裡，刀具都安裝在刀筒內，可提出刀筒，升起閥門，更換刀具，整個流程中操作人員都可在刀艙內完成。“以往，換刀要在到刀盤最前端，不但需要專業的潛水減壓裝置，而且在巨大的壓強下，只能工作兩個小時。”張國良說，通過常壓刀艙的設計就可以徹底解決這個問題。
難題2
溶洞群多發，最大溶洞相當於30層樓高。儘管已進行了預處理，但仍可能存在風險。
破解：設計搭載式超前高效鑽注系統及超前地質預報系統。“國內其他盾構機還沒有擁有這樣的系統。”張國良說，這兩個系統都裝置在刀盤後的1號機組上，其中超前地質預報系統可以發出地震波，對軟弱帶、破碎帶、斷層、空洞等不良地層進行探測，而超前鑽注系統則可進行360度的鑽探，同時澆注混凝土加固，可以讓盾構井平穩穿越溶洞群。
難題3
在狹小空間內更換刀具，刀盤不能活動，更換效率降低。
破解：主驅動採用伸縮擺動形式，當需要更換刀具時，可將刀盤縮回，提升換刀的便捷性，能夠有效適應上軟下硬地層，提升對主軸承的保護。“如果拿汽車打比方，就相當於發動機前面的裝置是可以轉動和伸縮的，不但更換部件變得很方便，最大限度保護軸承，同時還提高了工作效率。”張國良說。
難題4
大量泥漿混雜，傳送一旦堵塞排渣不暢，就會導致作業面壓力升高，作業面失穩，增加施工危險性。
破解：採用雙破碎機系統提高主機段攜渣能力，降低前倉滯排概率。“這套系統可將渣土粉碎的更加徹底，並配備了大功率的泵機，可迅速排渣，同時也在環保方面有所作用。”張國良說。
“海宏號”將於10月下井始發
在現場，中國中鐵大連地鐵5號線有限公司副總經理符昭星表示，地鐵5號線火梭區間的跨海段施工是全線關鍵工序，是決定全線洞通的控制工程，大盾構的提前進場始發是大連地鐵5號線能否如期貫通的先決條件。“這個裝備是由中國中鐵自主研發的，針對大連地鐵5號線跨海段量身定做的裝備，充分考慮到地質風險和施工人員的影響。是非常好的穿海利器。”符昭星表示，“海宏號”盾構機的正式下線和進場組裝，將為地鐵5號線最關鍵的跨海工程起到決定性作用，也為跨海段施工提供了非常好的裝備。
“目前梭魚灣南站的跨海段盾構始發施工已近完成，現場正在進行始發前的準備工作。”大連地鐵5號線04標項目副經理張玉寶告訴記者，隨著盾構機正式下線，也意味著盾構始發進入了倒計時。 張玉寶表示，盾構機將於近期拆卸，運送到梭魚灣南站進行重新組裝調試，然後下井掘進。“計劃在7月15日進場，9月底或10月初始發。”張玉寶介紹說，將這個“龐然大物”運送到施工現場也非易事，其中400噸的刀盤就要拆解成7個部分，而後面的配套裝備也要拆卸成7節，最小的部件重量也高達200噸。所有部件分別運往現場，再組裝後整體下井。
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