省城軌交首個(gè)地下區(qū)間22日晚“洞通”瞬間。接下來，盾構(gòu)機(jī)將再次穿越鐵路線——下穿京滬高鐵線 記者趙天羿攝

2017年2月22日“開拓一號(hào)”盾構(gòu)機(jī)在王府莊站西側(cè)破土而出 記者趙天羿攝

就在上周，省城軌交首個(gè)地下區(qū)間實(shí)現(xiàn)“洞通”，一直在地下“埋頭苦干”的盾構(gòu)機(jī)立了大功。其實(shí)，盾構(gòu)機(jī)開行狀態(tài)不像看上去那么輕松，鋼鐵“蚯蚓”穿地洞并不是開過去那么簡(jiǎn)單，除了一臺(tái)機(jī)器需要八個(gè)人操作以外，日常還需要高精尖的運(yùn)算為基礎(chǔ)，公式甚至比高等數(shù)學(xué)都復(fù)雜，只有參數(shù)算對(duì)了，盾構(gòu)機(jī)才能順利前行，在這7個(gè)月推進(jìn)了近1300米，而每行進(jìn)一米其實(shí)都步步驚心。記者 孫姮

7個(gè)月推進(jìn)近1300米 盾構(gòu)每走1米需花兩小時(shí)

2月22日晚上，中鐵十四局R1線王府莊站工地現(xiàn)場(chǎng)燈火通明，21時(shí)16分,隨著洞口土石的瞬間崩落，開拓一號(hào)”盾構(gòu)機(jī)終于順利破土而出,將隧道徹底貫通。隨著盾構(gòu)機(jī)的出洞，玉符河-王府莊盾構(gòu)區(qū)間右線也順利貫通，這也是濟(jì)南地鐵首個(gè)貫通的區(qū)間隧道，作為省城生產(chǎn)并首次運(yùn)用的“神器”，盾構(gòu)機(jī)交上了一份令大家滿意的答卷。

據(jù)了解,此次貫通的玉符河站-王府莊站盾構(gòu)區(qū)間，沿劉長(zhǎng)山路延長(zhǎng)線向北運(yùn)行,然后向東轉(zhuǎn)至劉長(zhǎng)山路到達(dá)王府莊站,區(qū)間總長(zhǎng)近1300米。盾構(gòu)機(jī)“開拓一號(hào)”從2016年7月23日順利始發(fā),到2017年2月22日破土而出,歷時(shí)7個(gè)月共推進(jìn)1080環(huán)接近1300米。

所謂盾構(gòu)施工原理，需要施工人員先在始發(fā)站挖出一個(gè)深10多米、長(zhǎng)80多米的基坑，然后把“開拓一號(hào)”盾構(gòu)機(jī)吊到基坑里，對(duì)準(zhǔn)地下施工層面，隨后整個(gè)盾構(gòu)設(shè)備將會(huì)像一列只能前進(jìn)不能后退的“小火車”，鉆入地下進(jìn)行勞作。

盾構(gòu)機(jī)分5節(jié)，其中前兩節(jié)放置管片，中間一節(jié)為密閉車廂主要用來儲(chǔ)存砂漿，最后兩節(jié)為小型渣土車。盾構(gòu)機(jī)最前頭的刀盤將前面泥土切削下來，渣土通過螺旋機(jī)輸送到皮帶機(jī)上，再運(yùn)到后面小火車后兩節(jié)渣土車上。隨后管片拼裝機(jī)在隧道內(nèi)拼裝一圈預(yù)制管片，形成隧道的“內(nèi)立面”。當(dāng)管片拼裝完成后，管片的外部開始注上水泥砂漿，經(jīng)過短時(shí)間的凝固，這個(gè)隧道就基本已經(jīng)形成。據(jù)悉，一般完成一米長(zhǎng)度的施工需兩小時(shí)左右，正是這樣一圈圈、一環(huán)環(huán)施工，才形成了地鐵隧道。

聽起來是不是很簡(jiǎn)單，實(shí)際上操作起來卻要提起十二分精氣神，分外小心。畢竟這臺(tái)“鋼鐵蚯蚓”直徑6.68米,比二層樓還要高；長(zhǎng)85米,重量超過500多噸，可謂是個(gè)“大家伙”。

工地上也需要“高精尖” 運(yùn)算難度不亞于高等數(shù)學(xué)

開著這臺(tái)2層高80多米長(zhǎng)的“大家伙”在地下前行，除了之前報(bào)道過的需要8個(gè)人操作以外，日常還需要高精尖的運(yùn)算為基礎(chǔ)，公式甚至比高等數(shù)學(xué)都復(fù)雜，只有參數(shù)算對(duì)了，盾構(gòu)機(jī)才能順利前行，每行進(jìn)一米都步步驚心。

“工地可不是捆鋼筋、和混凝土那么簡(jiǎn)單，也要有運(yùn)算達(dá)人，各種計(jì)算公式可不比高等數(shù)學(xué)簡(jiǎn)單。”施工方中鐵十四局相關(guān)負(fù)責(zé)人告訴記者，他之前看到報(bào)道說盾構(gòu)機(jī)所經(jīng)之處就是成型的地鐵隧道，其實(shí)讓盾構(gòu)機(jī)順利前行才是盾構(gòu)施工的前提，所經(jīng)之處能順利形成隧道，這個(gè)背后需要付出大量的計(jì)算論證工作。

為了讓大家能夠形象的感受到工地的高精尖，記者為大家舉個(gè)例子，基坑預(yù)留洞門的直徑要滿足盾構(gòu)始發(fā)和盾構(gòu)接收的要求，那么洞門的數(shù)據(jù)要如何計(jì)算呢？事實(shí)上，并不是幾個(gè)工人拿著尺子量一量，回去算一算這個(gè)結(jié)果就有了。它的計(jì)算公式是這樣的：Ds≥H·tanα+(D/cosα)+△e+△s+△g。怎么樣，是不是趕上了高等數(shù)學(xué)的深?yuàn)W，其中Ds是預(yù)留洞門的直徑，H是洞門井壁的厚度，α是隧道軸線和洞門軸線的夾角……其他的記者就不一一介紹了。

像這種復(fù)雜的公式比比皆是，為了盾構(gòu)能夠順利前行，在盾構(gòu)始發(fā)之前就要運(yùn)算大量數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)。真正始發(fā)之后，也要在原本線路設(shè)計(jì)的規(guī)定中進(jìn)行細(xì)節(jié)優(yōu)化。“盾構(gòu)施工后就是以后的軌交，那么要保證以后旅客坐著舒服，彎度要小；其次要為節(jié)能考慮，上坡費(fèi)能源，坡度盡量要小；還要根據(jù)實(shí)際工程情況，比如地址和地下建筑物的存在情況調(diào)整參數(shù)。總體來說，實(shí)際施工不是那么輕松，我們也是有高技術(shù)含量的。”中鐵十四局的相關(guān)負(fù)責(zé)人向記者介紹。

盾構(gòu)機(jī)大小參數(shù)近50個(gè) 1米下來調(diào)整上百次也不夸張

除了利用運(yùn)算公式算出數(shù)據(jù)做技術(shù)支持，盾構(gòu)機(jī)參數(shù)也需要時(shí)刻計(jì)算、時(shí)刻優(yōu)化。“主要參數(shù)8個(gè)，常規(guī)參數(shù)近50個(gè)，根據(jù)地質(zhì)變化要時(shí)刻調(diào)整，一環(huán)1.2米下來調(diào)整上百次一點(diǎn)不夸張……”據(jù)中鐵十四局的相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，盾構(gòu)施工人員手機(jī)常備APP就是“高級(jí)計(jì)算機(jī)”。

土倉(cāng)壓力、推進(jìn)速度、刀盤轉(zhuǎn)速、總推力度、刀盤扭矩、注漿壓力……據(jù)悉，盾構(gòu)機(jī)僅主要參數(shù)就有8個(gè)，地層的軟硬不均勻會(huì)對(duì)刀具產(chǎn)生非正常的磨損，如偏磨等不均勻磨損，甚至出現(xiàn)損壞，因此，在軟硬不均復(fù)雜底層的盾構(gòu)掘進(jìn)中，應(yīng)通過對(duì)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)速度、排出渣土等變化狀況和觀察分析，及時(shí)調(diào)整參數(shù)。

據(jù)中鐵十四局的相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹，濟(jì)南地質(zhì)復(fù)雜程度雖然比不上南京，但可以說超過了北、上、廣這些城市。“泉城嘛，地質(zhì)比較復(fù)雜。本來整個(gè)盾構(gòu)掘進(jìn)的施工層都是黏土，突然就出現(xiàn)了半截卵石層，卵石正是因?yàn)榘等臎_刷而形成的。”地質(zhì)時(shí)刻在變動(dòng)，參數(shù)也需要時(shí)刻調(diào)整，記者現(xiàn)場(chǎng)讓施工人員總結(jié)一下參數(shù)調(diào)整的頻率，據(jù)他們介紹最頻繁時(shí)一環(huán)1.2米下來需要調(diào)整上百次。

此外，盾構(gòu)機(jī)在地下鉆是沒有參照物可依據(jù)的，為了從這個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)點(diǎn)，中間不跑偏，需要及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)行進(jìn)的姿態(tài)，來糾正行進(jìn)過程中出現(xiàn)的偏差。“比如采用改變刀盤旋轉(zhuǎn)方向，再比如采取施加反向扭轉(zhuǎn)力度等辦法……”據(jù)了解，就是在這種高精尖運(yùn)算技術(shù)的支撐下，盾構(gòu)機(jī)才能順利前行，在地下盲進(jìn)，每行進(jìn)一米都步步驚心。

[責(zé)任編輯：楊凡、董迪]

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