無堅不摧的大盾構，竟在廈門海底遭遇了地下“長城”

科技日報記者 矯陽

萬裡長城，數千年擋住了無數北方敵騎。

然而，你能想像到嗎？在廈門西海域地下，竟有一段這樣神奇的天然“長城”，一度擋住了無堅不摧的大盾構，令廈門地鐵2號線穿海底隧道多次受阻。

7月1日，中國岩土力學與工程學會在廈門組織了一場“廈門海域複雜環境地質條件下地鐵海底隧道關鍵施工技術研究與應用”科技成果評價會。“施工技術成果達到國際領先水準，為我國今後海峽隧道建設積累了寶貴經驗，做出重大技術儲備。”專家委員會主任，中國工程院院士錢七虎代表專家組表示。

換句話說，就是大盾構成功突破地下“長城”防線。“ 2016年1月盾構始發，至2019年3月，這段隧道完成洞通。”廈門軌道集團負責人介紹說，廈門地鐵2號線是連接本島與海滄區的快速過海通道，全長41.64公里，其中海底隧道2.8公里，下穿廈門西海域，是全線最艱難的關鍵控制工程。

“由於火山噴發等原因，這裡海底地質結構十分複雜多樣。地質勘探報告顯示，這2.8公里就有海底孤石群、基岩突起、疊落石（即天然“長城”）。” 中鐵十四局廈門地鐵隧道項目總工程師徐磊說。

地鐵2號線跨越的廈門西海域為主航道，設計只能選擇過海隧道方式。

這一道道防線是如何突破的？

為穿越這條過海隧道，中鐵十四局調集了最先進的掘進機械、國內最頂尖的專家顧問團隊和最專業的施工隊伍。

隧道盾構段全長2.784公里，雙洞雙線，採用兩台複合式泥水準衡盾構機施工，盾構直徑7.043米，2016年1月盾構機始發掘進。

“儘管有前期地質勘探報告報告，然而在盾構掘進過程中，諸多艱險地況仍始料未及。”徐磊說。

無論遇軟土和硬岩，盾構掘進都有較成熟經驗，而在2016年7月，海底掘進遇到的一大堆孤石群，則為史無前例。經後期勘探，這段孤石群長達13.5米，多為長1.2米左右的巨石！“盾構機根本無法實現掘進，一往裡推，孤石群就亂跑。”徐磊說。

風鎬鑿除、靜態爆破等傳統辦法均敗下陣。最終尋找到一種液壓割鋸，將每塊巨石切割成小塊，然後人工進倉運出。“累計帶壓進倉3475倉，人工清理孤石1000多立方米，海上爆破處理孤石2519立方米，海底帶壓換刀712把。”徐磊說，這在國內隧道施工史上罕見。

穿越孤石群歷經5個月。其後，在2018年5月29日，隧道右線遇到全段疊落狀岩層加軟弱夾層。“岩石像被精心砌築起來一樣，整齊疊落在一起。像極了人工長城。”項目副經理吳玉禮說，盾構機刀盤轉動，導致扭矩增大、環流堵塞。並且在全斷面岩層中又出現軟弱夾層，軟的像土，而邊上又全是石頭。

再次進行注漿加固+帶壓進倉清理，用時161天，帶壓進倉達600余倉，用5個多月攻破這段“長城防線”。

除“長城”和孤石群，掘進還遇到罕見的“上硬下軟”的地層和地質斷裂帶。“頂部岩脈破碎，很多大孤石就從頂部壓下來，卡住刀盤。”經多次專家會議分析認為。

這些難點全部被一一攻克。

專家認為，這條國內第一條跨海地鐵盾構隧道項目的實施，實現了國內首次海上孤石及基岩凸起處理，國內首次海底冷凍法施工，國內首創在泥水盾構採用衡盾泥保壓等6項施工技術創新，為以後同類項目的施工提供了寶貴的實踐經驗。

“在極端複雜的地質條件下，採用的不良地質處理、設備選型、參數配置和施工技術方案總體合理，掘進效率總體處於較高水準。” 錢七虎院士對工程總體進展給予這這樣的評價。

來源：科技日報 文中圖片均由作者提供

編輯：劉義陽

審核：管晶晶