千萬元的設備不再「一去不復返」,盾構機在海底「棄殼求生」

科技日報記者 高博 通訊員 楊林 樊其正

地鐵隧道,大多是盾構機挖出來的;但這種機器不能回頭和倒退。打海底隧道的盾構機,往往一去不復返。廈門地鐵3號線海底隧道中,中國工程人員想了個辦法,讓海底的盾構機第一次倒退返回。

盾構機是打洞能手,就像貪吃蛇在土層裡掘進。它的頭,是一塊佈滿牙齒的圓盤,不停旋轉,啃掉泥土和石頭。100多米的長筒身子裡,有馬達,有泥漿循環管道。泥漿裹挾渣滓,排出洞外。

千萬元的設備不再“一去不復返”,盾構機在海底“棄殼求生”

盾構機

盾構機身後的新空間裡,弧形的水泥管片即刻被一塊塊拼貼在洞壁,隧道就此成型,避免了隧道工人最害怕的垮塌。因此,盾構法施工雖然貴,一天電費至少幾萬塊甚至幾十萬塊,但還是受歡迎。

但是,身後的水泥管片一貼,洞徑變小,所以盾構機無法後退。只能一門心思向前鑽,指望有一天鑽出地面。

如果是在海底打長長的隧道,一般用兩臺盾構機相向而行。它倆註定都不能再見天日;即將會師的時候,它們各自頭一歪,鑽偏了(剩下一小段就不需要它們了),然後永久封存在隧道旁的死衚衕。但盾構機特別貴,小的幾千萬元,大的上億,廢了太可惜。

廈門地鐵3號線海底隧道,在世界上第一次讓海底盾構機後退逃生。8月20日,最後一塊刀盤被拆下。21日,“棄殼解體”順利完成。作為整個工程中的重點和難點,廈門地鐵3號線過海段洞內的盾構機成功實現“棄殼求生”。

千萬元的設備不再“一去不復返”,盾構機在海底“棄殼求生”

廈門地鐵3號線海底隧道,在海平面下60餘米,是國內最深的過海地鐵隧道。施工方中鐵一局城軌公司決定,將盾構機拆掉運出來

想要將刀盤直徑7.02米、總長107米、重約800噸的盾構機拆除,運送至身後1.4公里的地面,是聞所未聞的。拆機工期不到一個月。

工程師的計劃是:盾構機的殼體留在隧道里做內壁,抹一層水泥即可;其他部件一一拆除運出來,說著容易做著難。

當初盾構機安裝不難,吊車將零件從地面吊下豎井,拼起來。但拆除時,狹小的隧道放不下吊車。刀盤連刀齒重達90噸,拆卸要搬動的最重一塊有30噸。沒有吊車,拆解和搬運都是難題。

中鐵一局城軌公司邀請專家論證,制定施工方案,開展桌面演練,現場實地培訓、交底。他們反覆演算,研究出在不轉動刀盤的情況下,調整割除角度的傾斜法,攻克了刀盤拆除的難題。

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海底隧道本來就動輒40攝氏度高溫,拆機還要使用火焰切割,煙燻火烤,相當危險。為此拆機要“三班倒”,縮短每一班的時間。安全員現場監督。隧道內每間隔100米還增設一臺大功率電扇通風。

“拆機前,我們對吊點的佈設、吊點焊接質量,管路拆除保護,隔板的割除,工作平臺的搭設等都詳細交底;動火作業前,要求將消防設施準備到位,方可施工;動火中,認真做好對洞內氣體的實時檢測,以確保安全。”項目副經理毛知新說。

項目負責人羅進海說,他們特地從外地定製了專用重載板車,實現大噸位隧道內運輸,解決了一次運送65噸部件的難題。

最終,盾構機14000多個零部件都安全拆除,將裝箱運回倉庫。這創造了又一箇中國工程之最。


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