隧道“貪吃蛇”

胡琦

“齊魯1號(hào)”矩形頂管機(jī)刀盤寬6.9米，高4.2米，始發(fā)后將自南向北下穿經(jīng)十路，預(yù)計(jì)用一個(gè)月的時(shí)間、掘進(jìn)64.5米后最終抵達(dá)大楊站。

盾構(gòu)機(jī)、頂管機(jī)外形相似，二者是“親戚”關(guān)系，同屬于以非開(kāi)挖方式進(jìn)行隧道掘進(jìn)的機(jī)械設(shè)備。不同的是頂管機(jī)頂推裝置固定在始發(fā)井處，始發(fā)井口的頂推油缸通過(guò)推著管節(jié)尾部，均勻向前傳遞力量，使整個(gè)隧道管節(jié)跟隨盾體同步向前移動(dòng)，顧名思義就是“頂著管節(jié)前進(jìn)”。

這樣的操作像極了游戲“貪吃蛇”——頂管機(jī)的刀盤和盾體部分好比“頭部”，在其之后 “加掛”預(yù)制好的管節(jié)，在千斤頂?shù)耐七M(jìn)下整體進(jìn)入土體，然后再“加掛”新的一節(jié)，周而復(fù)始，待最后一節(jié)被推入土體，整條隧道也就隨之成型了。

對(duì)隧道施工有了解的人應(yīng)該知道，常見(jiàn)的隧道掘進(jìn)設(shè)備斷面大都是圓形的，這樣最符合隧道施工的要求，且最有利于相關(guān)機(jī)械的制造。而像濟(jì)南地鐵這臺(tái)矩形斷面的頂管機(jī)，則可以稱得上是十足的“另類”了。

在如今的隧道施工中，盾構(gòu)機(jī)是最為常見(jiàn)的工程機(jī)械，廣泛應(yīng)用于城市軌道交通區(qū)間隧道的建設(shè)，但對(duì)于鬧市區(qū)下穿隧道或是地鐵車站出入口等較小型隧道的施工，盾構(gòu)機(jī)就顯得比較笨重、不實(shí)用了。這種情況下，適應(yīng)短距離、淺覆土、狹窄空間這種施工條件的矩形頂管機(jī)便派出了用場(chǎng)。

矩形頂管機(jī)高度適應(yīng)工程特點(diǎn)，斷面利用率大、對(duì)地面擾動(dòng)小、施工效率高，且安全環(huán)保，提升隧道空間利用率高達(dá)20%，一次掘進(jìn)形成的隧道就是我們“想要的樣子”。

中鐵十四局承建的這段頂管隧道，是濟(jì)南軌道交通1號(hào)線大楊站的D出入口，位于經(jīng)十路正下方，“齊魯1號(hào)”自南向北穿越，相當(dāng)于是“過(guò)了個(gè)馬路”。

雖然只有區(qū)區(qū)64.5米，但這次掘進(jìn)也并非易事。從地下看，施工區(qū)域上部埋有高壓電、燃?xì)狻⒔o水等眾多大直徑管線，任何一根管線受損都會(huì)帶來(lái)不可估量的后果，其中一條距離隧道拱頂僅有2米之隔。從地面看，經(jīng)十路是濟(jì)南東西主要交通路線，車流量極大，社會(huì)各界關(guān)注度高，而施工區(qū)域是去往京滬高鐵濟(jì)南西站的必經(jīng)之路，有任何影響因素都將造成局部大范圍擁堵。除此之外，工程地處濟(jì)西水源地，地下水含量豐富且為承壓水，存在涌水涌泥的風(fēng)險(xiǎn)。

施工難度和風(fēng)險(xiǎn)極大，對(duì)矩形頂管機(jī)掘進(jìn)提出了較高要求。面對(duì)首次進(jìn)行的矩形頂管施工，項(xiàng)目部多加研討，制定了切實(shí)可行的方案。不僅在頂管施工期間24小時(shí)監(jiān)測(cè)地表沉降，而且在頂推過(guò)程中向土層施注優(yōu)化配比的高分子特制泥漿，還對(duì)于期間可能出現(xiàn)的情況充分考慮，制定應(yīng)急預(yù)案，確保頂管施工“首戰(zhàn)必勝”。

作為國(guó)內(nèi)地下工程領(lǐng)域的龍頭企業(yè)，中鐵十四局隧道公司參與了近40個(gè)城市的軌道交通建設(shè)，掌握了一大批擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)，攻克了各種建設(shè)難題。而從盾構(gòu)機(jī)到頂管機(jī)，從單一的圓形到多樣的矩形，隨著各類隧道工程的差異化需求越來(lái)越多，建設(shè)條件越來(lái)越復(fù)雜，該公司正在掌握更多的新設(shè)備、新工法、新技術(shù)。