500吨庞然大物如何穿越黄河？

11月2日，两名施工人员在地铁盾构机内作业。　□新华社照片

盾构机后侧的轨道和辅助设施

运送人员和物资的轨道车

    在当天的盾构机启动掘进现场，该项目设计单位中铁一局高级工程师王飞详细介绍了在未来数月间，盾构机将如何穿越黄河，并最终顺利从黄河对岸的马摊站出井。

    国际领先技术

    泥土加压盾构机将穿越隧道一次整体成形

    据了解，兰州市轨道交通1号线一期工程迎门滩站至马滩站区间选择在银滩黄河大桥上游约50米位置进行盾构下穿黄河，整个隧道最低处位于黄河河底下22.45米。由于在该河段河底有一条较深的河沟，隧道在勘探和设计之初就将整个走向进行了调整，使其远离河沟20米左右，保证施工过程中掘进基本不受河沟的影响。

    王飞告诉记者，地铁盾构是城市地铁施工中一种重要的施工技术，是在地面下暗挖隧洞的一种施工方法。在地铁施工作业中，盾构机将根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为泥水式、土压平衡式等不同类型。在前期对兰州地质及黄河水下地质进行分析后认为，该区间地质条件为强透水砂卵石底层，透水系数大，卵石含量高达78%。因此，此次盾构穿越黄河专门使用了直径6.48米、长96米、总重达500多吨的泥水盾构机，该盾构机采用目前世界上最先进的泥水加压技术，利用压缩气体控制开挖面的压力平衡，利用配置好的泥浆形成开挖护壁，在护壁保压的前提下转动刀盘切削土体，切削下来的渣土通过一定稠度的泥浆裹挟着输送到泥水分离设备，最后通过分离设备分离出来进行外运，完成整个隧洞开挖循环。王飞说：“为满足盾构机穿越黄河的条件，按照设计标准，金城5号盾构机的密封性能已达到6千克水压。”

    据王飞介绍，在盾构正式掘进前，需在主机后侧安装8道环形衬砌管片，由盾构机的4台油压泵带动32个条臂不断伸缩，以确保有足够摩擦阻力推动盾构机向前推进。由于这些衬砌环位于隧道外，因此被称为负环，每环由6片大小不一的管片组成，其中大的管片重达3.2吨。所有管片由龙门吊从工地上方吊入车站，利用盾构机上的轨道小电车送至主机附近，再由管片吊机送达主机的喂片机上，技术人员再将管片固定。而此次穿越黄河区间始发段共长120米，由100环组成，每环外径6.2米，宽1.2米，厚35厘米，正常情况下每环拼装需耗时1小时。始发段120米完成后，盾构机将完全进入隧道，地层的摩擦阻力达到足够要求，支撑盾构机的油缸阻力推动主机向前掘进，届时将对隧道外的缓力架进行拆除。

    针对难点设计预案保证首次穿越保质、按期、安全完工

    在谈到穿越黄河隧道的难度时，王飞认为，如此高难度的工程建设条件在国内十分罕见，更面临着许多技术难题。其主要是由于黄河水量丰富,河床以下地层基本以砂卵石为主，渗透系数较大，这将有可能导致在盾构掘进过程中存在局部土体失稳或涌砂涌水问题。同时，黄河底下部分地段岩层较硬，可能存在较大粒径飘石，从而对盾构刀盘造成受损情况。此外，特殊地层仓内作业时将存在土体塌陷，有毒有害气体会对作业人员造成伤害等问题。王飞说：“黄河下穿越隧道在国内地铁项目中尚属首次，同时，对于长线砂卵石地层的穿越国内的案例也并不多，因此，此次穿越黄河可以借鉴的经验非常有限，不可预料的困难还有很对，对此，设计和施工部门在前期就进行了大量的工作，也准备了相应的预案，以保证施工的进度、质量和安全。”

    与此同时，为了应对盾构下越黄河过程中各类技术难题，市轨道交通公司与施工单位专门制定了专项应对措施。市轨道公司总经理助理孙红斌告诉记者，盾构施工过程中，将严格控制推进速度、推进压力和推进方向，避免对周围土体产生扰动、挤压变形。同时，针对盾构在掘进过程中盾尾后会产生建筑空隙的问题，施工单位将会及时进行壁后注浆，充填空隙，防止土层坍落引起沉降变形。此外，针对地层中可能存在大于粒径500毫米的飘石，施工单位将刀盘采用面板式，并设置滚刀，将螺旋输送机出不去的大卵石切碎以便排出。他说：“‘金城5号’盾构机开掘后，只能前进不能后退，掘进至区间南侧的马滩站后，将盾构部件分解后出井保存。”

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    轨道交通1号线一期工程最新施工进度

    自今年3月28日全线开工建设以来，参建各方克服了地下管线迁改工程复杂、交通疏解难度大等问题，经过7个多月的建设，截至10月底，全线主体围护结构施工完成34.8%，主体结构土方开挖完成9.6%。试验段世纪大道站和迎门滩站2座车站已建成；奥体中心站、马滩站、西客站站、拱星墩站、东岗站等5座车站已进入车站主体结构施工阶段；土门墩站、西站十字站、七里河站、小西湖站、文化宫站、西关十字站、东方红广场站、盘旋路站、五里铺站、东部市场站、焦家湾站等11座车站正在进行围护桩施工；陈官营站、省政府站正在做好进场施工准备。其中迎门滩至马滩站穿越黄河泥水盾构机开始始发。东岗车辆段、陈官营停车场已经开工建设。