監(jiān)控室里的大屏幕上,實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示著盾構(gòu)機(jī)“海宏號(hào)”的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,在30米深的海底,這臺(tái)直徑12.26米的龐然大物緩緩?fù)T?ldquo;500環(huán)”的數(shù)字上——1000米。在經(jīng)過11個(gè)月的掘進(jìn),穿越了10層樓高的溶洞、克服復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境、攻克“世界性難題”,大連地鐵5號(hào)線跨海大盾構(gòu)建造了一個(gè)“海底世界”。今日,記者走進(jìn)跨海大盾構(gòu)工程施工現(xiàn)場(chǎng),仿佛置身于科幻電影之中:偌大的場(chǎng)地空曠而整潔,1公里的隧道內(nèi)只需30多人施工,各種先進(jìn)的設(shè)備設(shè)施科技含量十足。
半島晨報(bào)、39度視頻首席攝影記者 周蕾
科技:跨海盾構(gòu)只需30多人施工
12月26日8時(shí)16分,“海宏號(hào)”盾構(gòu)機(jī)激光導(dǎo)向系統(tǒng)顯示掘進(jìn)1000米,這是地鐵5號(hào)線全線控制性工程跨海大盾構(gòu)施工的重要節(jié)點(diǎn)。自1月18日始發(fā)以來,“海宏號(hào)”已深入到30米深的海底,在這里構(gòu)建了一個(gè)令人震撼的“海底世界”。
走進(jìn)施工現(xiàn)場(chǎng),或許會(huì)令人產(chǎn)生錯(cuò)覺:11米寬、1000米長的場(chǎng)地內(nèi)像是“地下宮殿”,卻很少看到施工人員,除了盾構(gòu)機(jī)主控室周圍聚集著十幾個(gè)人,其他地方只有零星幾名施工人員正在澆注混凝土。
“我們跨海大盾構(gòu)的自動(dòng)化程度非常高,很多工作都不需要人工操作。”地鐵5號(hào)線04標(biāo)段跨海大盾構(gòu)工程常務(wù)副總經(jīng)理張玉寶告訴記者,跨海盾構(gòu)的科技含量極高,整個(gè)施工場(chǎng)地只有70多名施工人員,分為兩個(gè)班組,24小時(shí)不間斷施工。“也就是說,只有30多人的班組就能操作盾構(gòu)施工。”張玉寶說,“海宏號(hào)”是我國首臺(tái)大盾構(gòu)機(jī),直徑為12.26米,同時(shí),也是我國自主研發(fā)的世界上現(xiàn)有功能最全的盾構(gòu)機(jī),核心部件的設(shè)計(jì)在全國乃至全世界均處于領(lǐng)先水平,并采用了多項(xiàng)國際領(lǐng)先技術(shù)。
在現(xiàn)場(chǎng),記者看到場(chǎng)地內(nèi)有許多監(jiān)控鏡頭,同時(shí)還專門鋪設(shè)了供電、信號(hào)傳送的電力管道。在地面的監(jiān)控室里,大屏幕上分別顯示了十余個(gè)畫面,同時(shí)專門設(shè)有盾構(gòu)機(jī)各種運(yùn)行數(shù)據(jù)的系統(tǒng),通過數(shù)據(jù)來顯示刀盤監(jiān)控、盾構(gòu)狀態(tài)、最新預(yù)警等信息,“很多情況我們都可以遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)監(jiān)控。”張玉寶介紹說,哪個(gè)刀具發(fā)生磨損,哪個(gè)部件報(bào)警,就算盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)方向偏離1毫米,系統(tǒng)中都會(huì)有顯示,指令會(huì)立即傳達(dá)給盾構(gòu)機(jī)主控室的操作手,現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行刀具更換或行進(jìn)方向的調(diào)整。
半島晨報(bào)、39度視頻首席攝影記者 周蕾
環(huán)保:施工現(xiàn)場(chǎng)比街道還干凈
記者注意到,在隧道的管壁上,每隔150米,就會(huì)出現(xiàn)一條彩色霓虹燈帶,將高高的拱頂“染”成黃色、粉色和紫色,整條隧道不但亮如白晝,更顯得時(shí)尚。據(jù)了解,這是為了緩解運(yùn)輸車駕駛員的視覺疲勞專門安裝的。
雖然身處地下,但施工現(xiàn)場(chǎng)空氣新鮮,而且場(chǎng)地內(nèi)幾乎沒有浮塵和污垢,比街面還整潔干凈。“這里也有很多高科技。”張玉寶介紹說,“海宏號(hào)”設(shè)計(jì)了泥水分離系統(tǒng),將挖掘出來的碎石、渣土、污水從掘進(jìn)作業(yè)面中抽離,通過隧道內(nèi)的中繼泵站,直接通過管道運(yùn)送到地面,進(jìn)行環(huán)保處理。
在現(xiàn)場(chǎng)記者看到,隧道兩側(cè)鋪設(shè)幾排管道,一側(cè)是回水管、進(jìn)水管、污水管,一側(cè)是排漿泥漿管道和進(jìn)漿泥漿管道,盾構(gòu)機(jī)就是通過這些管道進(jìn)行排渣。分離出來的泥漿和污水將收納在地面上的環(huán)保處理系統(tǒng)進(jìn)行脫水、凈化等工序,環(huán)保達(dá)標(biāo)后才會(huì)排放。這種設(shè)計(jì)使得施工現(xiàn)場(chǎng)地面干爽,同時(shí)沒有塵土。
同時(shí),在隧道中間鋪設(shè)有箱涵,主要用于地鐵的軌道和設(shè)備鋪設(shè),目前則成為通風(fēng)通道,將新鮮空氣輸送到隧道內(nèi),保證施工現(xiàn)場(chǎng)空氣質(zhì)量。“連場(chǎng)地內(nèi)的大型工程車輛都是國五標(biāo)準(zhǔn)。”張玉寶說,跨海大盾構(gòu)工程在生態(tài)環(huán)保方面也非常重視。
安全:隧道管壁厚度達(dá)70公分
對(duì)于海底施工,很多市民比較關(guān)注隧道的安全性,對(duì)此,張玉寶表示,在施工中針對(duì)安全性也進(jìn)行了很多特殊設(shè)計(jì)。
“跨海盾構(gòu)隧道因?yàn)槭窃诤5走M(jìn)行施工,對(duì)密封性要求比較高。”張玉寶介紹說,首先要確保施工安全,盾構(gòu)機(jī)在設(shè)計(jì)建造之初就考慮到了這個(gè)問題,對(duì)密封性進(jìn)行了加強(qiáng),在密封艙增加了密封裝置。同時(shí),考慮到水壓的問題,“海宏號(hào)”面臨著在海底60米下作業(yè)的施工要求,因此設(shè)計(jì)了可承受70米深水壓的承壓力。
在隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,隧道管壁的預(yù)制管片設(shè)計(jì)有3層防水、止水條,確保管片的密封性。同時(shí)也注重了管片的安全性,“一般隧道管片的厚度為35公分,而我們采用的管片厚度為50公分。”張玉寶說,為確保隧道安全,在管片外還注入了20公分厚的水泥砂漿保護(hù)層,強(qiáng)度于修建房屋的強(qiáng)度一樣,既可以隔水,也穩(wěn)固了隧道。“管片加上保護(hù)層的厚度,整個(gè)隧道管壁的厚度將達(dá)到70公分。”張玉寶說。
此外,為了保障隧道的安全性,在盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)之前,對(duì)海底的溶洞和裂隙發(fā)育區(qū)進(jìn)行了混凝土注漿處理,整個(gè)隧道外圍6米到底下10米的范圍全部進(jìn)行了注漿加固處理,確保了地層硬度和密度,防止海水滲透。
進(jìn)展:明年3月將掘進(jìn)至海域最深處
火車站至梭魚灣南站的跨海大盾構(gòu)區(qū)間全長為2882米,其中海域段為2310米,陸域段為572米,施工面臨著“世界性難題”,先后邀請(qǐng)了中國工程院院士陳湘生、丁榮軍,中國勘察設(shè)計(jì)大師史玉新現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)。
全線共計(jì)1538米巖溶發(fā)育區(qū);長距離硬巖掘進(jìn),地形極為復(fù)雜,軟硬不均;隧道大埋深、高水壓,最大水頭壓力達(dá)到6帕;海域周邊環(huán)境復(fù)雜,涉及航道、碼頭等設(shè)施……面對(duì)上述難度,跨海大盾構(gòu)采取了穩(wěn)固的、慢速的掘進(jìn)方案。
“我們需要穿越的最大溶洞高度達(dá)到了29米,長度達(dá)到40米,寬度的邊界無法探測(cè)到。通過預(yù)處理對(duì)溶洞進(jìn)行了混凝土澆注填充加固,之后才進(jìn)行盾構(gòu)掘進(jìn)。”張玉寶說,目前“海宏號(hào)”已經(jīng)順利通過了兩個(gè)溶洞群,其中最大的溶洞已于今年5月順利通過。同時(shí),在長距離硬巖地層掘進(jìn)中最高月掘進(jìn)150米,創(chuàng)國內(nèi)同地層盾構(gòu)掘進(jìn)最高紀(jì)錄。
施工難度通過刀具更換就能看出來,記者在現(xiàn)場(chǎng)看到,“海宏號(hào)”更換下來的刀具磨損非常嚴(yán)重,原本圓形的邊緣已磨成直線。我們一個(gè)月里,基本上一半時(shí)間在掘進(jìn),一半在換刀具。“張玉寶說,目前每天的掘進(jìn)距離大約為3米。
而在2020年3月,跨海盾構(gòu)施工將進(jìn)入關(guān)鍵點(diǎn)。“我們即將進(jìn)入海域的最深處,距離海平面約60米,水壓非常大,同時(shí)也是地層交界面。”張玉寶說,此處有一個(gè)溶洞群,不但位于最深的海域,同時(shí)距離最長,施工難度也是最大的。張玉寶表示,在接下來的施工中,隨著巖溶地層掘進(jìn)完成后,地層逐漸初步好轉(zhuǎn)后,將提升掘進(jìn)速度。2020年計(jì)劃在年底有望穿越海域,到達(dá)陸域部分。
截至目前,大連地鐵5號(hào)線15個(gè)盾構(gòu)區(qū)間已有8個(gè)正在施工,累計(jì)完成掘進(jìn)14090米,完成總量的45%。 湯建軍 任詩杰 半島晨報(bào)、39度視頻首席記者王博文