盾構(gòu)機作為當(dāng)前地鐵工程建設(shè)中一種施工技術(shù)已日漸被人所熟知。讓我們走進位于順德的中鐵華隧聯(lián)合重型裝備有限公司(以下簡稱中鐵華隧)，見證國內(nèi)首臺三模盾構(gòu)正式完成組裝，在不久的將來擔(dān)負起地鐵七號線二期的建設(shè)任務(wù)。

　　廣州迎來首臺三模盾構(gòu)機

　　七號線二期主要經(jīng)過番禺區(qū)、黃埔區(qū)，始于既有地鐵七號線一期大學(xué)城南站，線路由南向北途經(jīng)大學(xué)城、長洲島、洪圣沙島、黃埔臨港經(jīng)濟區(qū)、奧體新城、廣州科學(xué)城。線路全長21.9公里，均采用地下線敷設(shè);包括有11座車站(不含大學(xué)城南站)、11個區(qū)間、1個出入場線及1個站后折返線區(qū)間。七號線二期將與多條既有或規(guī)劃線路換乘，建成后，將進一步完善地鐵線網(wǎng)架構(gòu)，增強城市南部與東部組團之間的交通聯(lián)系。

　　為什么要在七號線二期使用三模盾構(gòu)機?三模盾構(gòu)機又有哪些優(yōu)勢?廣州地鐵在初步設(shè)計時就考慮到蘿崗至水西區(qū)間(以下簡稱“蘿水區(qū)間”)軟土、孤石及硬巖掘進的風(fēng)險，結(jié)合既有線建設(shè)經(jīng)驗，由廣州地鐵建設(shè)團隊考察各地以往雙模盾構(gòu)機情況，綜合研判，在繼承雙模盾構(gòu)技術(shù)的基礎(chǔ)上，通過強化盾構(gòu)機結(jié)構(gòu)、提升刀盤結(jié)構(gòu)剛度及預(yù)防滯排能力，提出三模盾構(gòu)概念并申請專利，為三模盾構(gòu)“誕生”打下基礎(chǔ)。

　　帶著好奇，我們深入盾構(gòu)裝備廠一探究竟。“集多種功能于一身，可以靈活應(yīng)對同一區(qū)間內(nèi)出現(xiàn)的多種復(fù)雜地質(zhì)工況，最大限度降低安全風(fēng)險。”首臺三模盾構(gòu)將投用到七號線二期蘿水區(qū)間，該區(qū)間長為1086米，最小曲線半徑為600米，線間距17米，最大坡度為28‰,埋深約19～73米。復(fù)雜的復(fù)合地層則是該區(qū)間隧道施工中遇到的最大難題，全斷面硬巖地層、軟土層、上軟下硬地層在施工區(qū)域內(nèi)密集分布。“盾構(gòu)機需穿越硬巖長約800米，巖石強度平均約為90兆帕。而地質(zhì)勘探顯示，這段區(qū)間的孤石探明率高達66.7%，而孤石被稱為盾構(gòu)機的‘天敵’。既有硬巖又有孤石，這大大增加了施工難度。”投用集泥水、土壓、泥水式TBM模式于一身的三模盾構(gòu)機也是為了更好地確保復(fù)雜地質(zhì)條件中的盾構(gòu)施工安全，這也是國內(nèi)首次在地鐵工程中應(yīng)用該款盾構(gòu)機。

　　三模盾構(gòu)機三大優(yōu)勢

　　目前市面上的盾構(gòu)機主要分為單一模式盾構(gòu)和雙模式盾構(gòu)兩大類。顧名思義，單一盾構(gòu)就是只有一種模式，比如泥水(直排式、氣墊式)、土壓、TBM(敞開式、護盾式)等;而多模式盾構(gòu)常見的主要有“泥水+土壓”的雙模、“土壓+TBM”的雙模、“泥水+TBM”的雙模等。三模盾構(gòu)可以說是盾構(gòu)里面的“新貴”，既有適用于透水系數(shù)較大、地表敏感、上軟下硬地段及存在未探明孤石地層的泥水模式，也有應(yīng)用于風(fēng)化程度較高的巖層、土層掘進的土壓模式，還有全斷面硬巖及巖層破碎帶發(fā)育段的泥水式TBM模式。

　　“與以往雙模盾構(gòu)不同的是，三模盾構(gòu)的三種模式可針對不同的地層實現(xiàn)一鍵切換，技術(shù)人員只要在主控室內(nèi)就能操作，無需進倉拆裝部件，大大避免了長時間的模式轉(zhuǎn)換作業(yè)帶來的風(fēng)險，特別適用于城市環(huán)境、地表沉降要求高的項目。”除了一鍵切換的優(yōu)勢，出渣順暢和泥漿管路出渣也是三模盾構(gòu)的強項，可以實現(xiàn)巖渣無級連續(xù)排出和工作區(qū)域無粉塵，并在一定程度上減少刀盤刀具磨損，有效避免了地鐵工程中敞開式掘進遇到突涌水無法封閉土倉帶來的地表安全風(fēng)險。

　　七號線二期土建完成15%

　　“盾構(gòu)機組裝完成后，還將進行系統(tǒng)調(diào)試等一系列工作。”根據(jù)施工計劃，本臺盾構(gòu)將在年底始發(fā)開始執(zhí)行掘進任務(wù)。施工單位中鐵隧道局項目經(jīng)理郭俊平表示，目前正在進行地質(zhì)補勘、施工方案細化等準備工作，確保盾構(gòu)機抵達現(xiàn)場后能迅速完成組裝并投入使用。盾構(gòu)始發(fā)后，將通過加強注漿加固、加密地面監(jiān)測等方式確保施工安全。

　　截至目前，全線土建工程累計完成15%。11座車站已經(jīng)全部進入土建施工;11個區(qū)間中，有3個(大學(xué)城南吊出井、深井至長洲島明挖段、科豐路至蘿崗區(qū)間中間風(fēng)井)正在進行土建施工，其余工點進行前期準備，共有2臺盾構(gòu)機正在掘進。姬堂停車場在進行施工前準備工作。

　　盤點廣州地鐵盾構(gòu)施工的“第一次”

　　廣州在地鐵建設(shè)中應(yīng)用盾構(gòu)機的歷史已有24年之久，在二、三號線建設(shè)期間開始大規(guī)模投入使用，并推向全國其他城市。目前，廣州在建線路盾構(gòu)單線長度超過500公里，投入施工的盾構(gòu)機超過300臺次，現(xiàn)已完成掘進180余公里，超過盾構(gòu)區(qū)間總長的三分之一。下面就讓我們回顧了一下廣州地鐵盾構(gòu)史上的多個“第一次”。

　　第一次與盾構(gòu)機結(jié)緣

　　1996年，廣州地鐵一號線黃沙至烈士陵園區(qū)間由日本青木公司總承包施工，第一次采用了日系品牌的2臺泥水和1臺土壓盾構(gòu)施工。

　　第一次由國內(nèi)施工單位在復(fù)合地層應(yīng)用盾構(gòu)

　　2000年，由上海隧道工程股份有限公司承建的二號線海珠廣場至市二宮區(qū)間，采用了2臺日系土壓平衡盾構(gòu);由中鐵隧道局集團有限公司承建的越秀公園至三元里區(qū)間采用了2臺德系土壓平衡盾構(gòu)機，這也是國內(nèi)施工單位首次在復(fù)合地層采用盾構(gòu)工法施工，取得比較成功的效果。自此，廣州地鐵開始在地鐵建設(shè)中大規(guī)模應(yīng)用盾構(gòu)法施工，并將這一工法逐漸推廣至國內(nèi)其他城市。

　　第一次應(yīng)用鋼套筒接收

　　2009年5月15日，在廣州地鐵二號線洛溪站南端頭盾構(gòu)到達井內(nèi)，隨著盾構(gòu)掘進至擬定里程、接收鋼套筒內(nèi)部保壓、試水、卸壓等工序的完成與反力架以及后端蓋板成功拆卸吊出，標志著世界首例盾構(gòu)機車站內(nèi)鋼套筒接收到達施工新技術(shù)在廣州地鐵建設(shè)中成功應(yīng)用。二號線南浦至洛溪盾構(gòu)區(qū)間到達端頭場地范圍受地下管線、車站主體結(jié)構(gòu)施工進度、地層地質(zhì)條件復(fù)雜、隧道埋深較大和特殊地理位置等影響，因此采用了鋼套筒接收技術(shù)，有效規(guī)避施工風(fēng)險和縮短施工工期。

　　第一次應(yīng)用超大直徑盾構(gòu)機

　　2016年6月27日，直徑達11.67米的“巨無霸”盾構(gòu)機在南沙客運港站破洞而出，廣州地鐵建設(shè)史上首個大盾構(gòu)區(qū)間在歷時8個月的艱苦掘進后終于貫通。該盾構(gòu)機重達1200噸，比普通盾構(gòu)機重了近4倍。由于直徑夠大，施工時可直接打通左、右線隧道一次性成型。四號線南延段南橫至南沙客運港區(qū)間，全長1491米，區(qū)間淤泥層地質(zhì)，最深處達30米，使用大盾構(gòu)施工可減少淤泥地層造成隧道變形機率，消除運營安全隱患;減少工程量并降低施工成本。

　　第一臺雙模盾構(gòu)完成首次穿越

　　2016年4月6日，廣州地鐵九號線花都汽車城至廣州北區(qū)間作為國內(nèi)第一個采用雙模盾構(gòu)技術(shù)施工的項目，實現(xiàn)了雙線貫通。九號線是目前廣州施工難度最大的一條地鐵線，很大一部分地段存在上軟下硬的復(fù)合地層，為了預(yù)控風(fēng)險，確保安全，經(jīng)專家反復(fù)論證，該標段區(qū)間最終采用“泥水+土壓”雙模盾構(gòu)機掘進。

　　(以上在建車站名稱僅為工程暫定名稱，標準站名應(yīng)以市政府批準公布為準)

　　(來源：廣州地鐵)