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2018年12月12日  星期三

盾构机在海底“弃壳求生”

时间:2018年08月24日        来源:科技日报         作者:高博 杨林 樊其正

      地铁隧道,大多是盾构机挖出来的,但这种机器不能回头和倒退。打海底隧道的盾构机,往往一去不复返。福建厦门地铁3号线海底隧道中,中国工程人员想了个办法,让海底的盾构机第一次倒退返回。

  盾构机是打洞能手,就像贪吃蛇在土层里掘进。它的头,是一块布满牙齿的圆盘,不停旋转,啃掉泥土和石头。100多米的长筒身子里,有马达,有泥浆循环管道。泥浆裹挟渣滓,排出洞外。

  盾构机身后的新空间里,弧形的水泥管片即刻被一块块拼贴在洞壁,隧道就此成型,避免了隧道工人最害怕的垮塌。因此,盾构法施工虽然贵,一天电费至少几万块甚至几十万块,但还是受欢迎。但是,身后的水泥管片一贴,洞径变小,所以盾构机无法后退。只能一门心思向前钻,指望有一天钻出地面。

  如果是在海底打长长的隧道,一般用两台盾构机相向而行。它俩注定都不能再见天日;即将会师的时候,它们各自头一歪,钻偏了(剩下一小段就不需要它们了),然后永久封存在隧道旁的死胡同。但盾构机特别贵,小的几千万元,大的上亿,废了太可惜。

  厦门地铁3号线海底隧道,第一次让海底盾构机后退逃生。8月20日,最后一块刀盘被拆下。21日,“弃壳解体”顺利完成。作为整个工程中的重点和难点,厦门地铁3号线过海段洞内的盾构机成功实现“弃壳求生”。

  厦门地铁3号线海底隧道,在海平面下60余米,是国内最深的过海地铁隧道。施工方中铁一局城轨公司决定,将盾构机拆掉运出来。

  想要将刀盘直径7.02米、总长107米、重约800吨的盾构机拆除,运送至身后1.4公里的地面,是闻所未闻的。拆机工期不到一个月。

  工程师的计划是:盾构机的壳体留在隧道里做内壁,抹一层水泥即可;其他部件一一拆除运出来,说着容易做着难。

  当初盾构机安装不难,吊车将零件从地面吊下竖井,拼起来。但拆除时,狭小的隧道放不下吊车。刀盘连刀齿重达90吨,拆卸要搬动的最重一块有30吨。没有吊车,拆解和搬运都是难题。

  中铁一局城轨公司邀请专家论证,制定施工方案,开展桌面演练,现场实地培训、交底。他们反复演算,研究出在不转动刀盘的情况下,调整割除角度的倾斜法,攻克了刀盘拆除的难题。

  海底隧道本来就动辄40摄氏度高温,拆机还要使用火焰切割,烟熏火烤,相当危险。为此拆机要“三班倒”,缩短每一班的时间。安全员现场监督。隧道内每间隔100米还增设一台大功率电扇通风。

  “拆机前,我们对吊点的布设、吊点焊接质量、管路拆除保护、隔板的割除、工作平台的搭设等都详细交底;动火作业前,要求将消防设施准备到位,方可施工;动火中,认真做好对洞内气体的实时检测,以确保安全。”项目副经理毛知新说。

  项目负责人罗进海说,他们特地从外地定制了专用重载板车,实现大吨位隧道内运输,解决了一次运送65吨部件的难题。

  最终,盾构机14000多个零部件都安全拆除,将装箱运回仓库。这创造了又一个中国工程之最。

      (原标题:盾构机在海底“弃壳求生”)

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