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在济南地下会遇见什么?孤石、硬岩、富水……“这里正好叫无影山,该不会山是在地下吧?”

我在济南修地铁

2020-11-20 20:14:46  来源:大众日报

  周末人物·中国新闻名专栏

  □ 大众日报记者 王健

  “济南轨道交通2号线宝长区间顺利贯通,全线洞通!”10月8日下午,参加洞通仪式的盾构司机周鸿合久久无法平静。从2019年7月2日开始,经过400多个日日夜夜艰苦卓绝的努力,他们终于圆满完成了地质条件最为复杂、盾构施工难度最大的宝长区间盾构掘进工作。

  济南轨道交通2号线宝长区间顺利贯通后,周鸿合抱着挖出的孤石拍照留念。(资料片)

  穿越18处建(构)筑物、1处河道、1座石拱桥,最小曲线半径399米,开仓换刀584次,共计换刀2426把,基本实现零沉降……这就是他们交出的答卷。

  盾构界的“癌症”

  今年2月8日23点左右,地下14米处,济南轨道交通2号线宝华街站至长途汽车站盾构区间,“泰山一号”盾构机驾驶室内的周鸿合突然紧张起来:刀盘扭矩突变,瞬间从正常的1200—1500(N·m)跃升至4000多(N·m)。

  “坏了!”这个27岁的小伙子,第一次独立操作“泰山一号”。从19点交班开始,他就几乎一动不动盯着眼前屏幕上的参数。在他的面前有四个显示屏,分别是监控系统、导向系统以及两台上位机。他能实时监控出渣口的情况以及盾构机掘进的参数。

  2015年6月份,从哈尔滨铁道职业技术学院工程机械运用与维护专业毕业后,这个青海小伙子很快就成为了一名盾构机司机,参建了西安地铁4号线和9号线。

  “西安的隧道比较好挖,地下主要是粉质黏土和细沙,只要把盾构机的参数设定好,司机基本就不用管了。”周鸿合说,1.5米的管片,他们最快15分钟就推完一环,管片拼装手拼装的时候,他们还能休息半小时。

  孤石、硬岩、富水……来济南之前,他对于济南轨道交通2号线的地质条件已有所耳闻。当时他还跃跃欲试,心想能有多大困难。但真正干起来,他感觉到了巨大的压力。

  这不,第一次独立操作就遇到了孤石。

  孤石号称盾构界的“癌症”,在盾构机推进过程中,一拨就掉下来,并跟着刀盘转动,会对刀具造成多次伤害。“这里正好叫无影山,该不会山是在地下吧?”中铁三局集团济南轨道交通2号线土建工程4标段项目部项目经理方治纲不止一次这样想。

  “又得挨收拾了!”周鸿合有点紧张,毕竟连一环都没有推完。而这样的情况势必要影响正常掘进。

  几乎同时,刀盘观察员也发现了土仓内的异响。他们立刻关掉机器,开仓检查。此时,有的刀已经被砸出了豁口。

  正常刀圈磨损,换一把刀需要半小时。但如果刀毂被孤石砸坏,需要先进行切割,整个过程至少要两个小时。等他们换完4把刀,天已经亮了。

  “多亏发现及时,要不然可能整盘刀就坏了。”方治纲介绍,一把刀的造价为2.7万元,一个刀盘如果43把刀都要更换,就得花费上百万元。整个宝长区间990多米,他们开仓换刀584次,共计换刀2426把,相当于把刀盘换了56遍,仅此一项,就花费了数千万元。

  “拼刺刀”

  济南轨道交通2号线一期工程西起王府庄站,沿刘长山路—腊山北路—张庄路—堤口路—北园大街—七里堡路—祝舜路—西周南路—飞跃大道走行,东至彭家庄站,长约36.4公里,设车站19座,其中地下站18座,高架站1座。

  这条线对于济南来说,意义重大。2号线通车后,济南轨道交通将形成“一横两纵”的“H”型运营格局,可实现与1号线在王府庄站平行换乘,与3号线在八涧堡站实现“L”型换乘,济南也将跨入地铁初步成网运营时代。同时,济南西站、济南站、济南东站将实现地铁互联互通,城市内外交通将更加通达。

  宝长区间是2号线区间隧道的最后一公里,也是“最难啃的骨头”。该区间施工难度全国罕有,并且没有成熟经验可借鉴。隧道下穿众多道路、桥梁和老旧建筑物,施工风险巨大,占全线一二级风险源总量的60%。

  从张庄路、堤口路转到北园大街,宝长区间正好要走个S弯,最小曲线半径399米。“盾构机开挖直径6.68米,总长近90米,重达500吨。这样一个大家伙在地下转起弯来并不容易。”周鸿合说,隧道还下穿18处建(构)筑物,近420米位于西工商河河道下方,盾构机推进时的姿态控制要求极高。

  更要命的除了孤石,还有硬岩。宝长区间硬岩岩石强度极高,平均达到140兆帕,个别点更是高达264兆帕。他介绍,高架桥钢筋混凝土的强度一般为60兆帕,而这里的硬岩强度最高相当于高架桥的4倍。

  这些硬岩极易造成刀具损坏甚至刀箱变形,但为了确保按期完工,他们只能硬碰硬“拼刺刀”。“左右线共计穿越硬岩433环,共计开仓换刀129次,更换单刀311把,双刀89把。”方治纲说。

  富水闪长岩地层地下水喷涌严重也是他们遇到的难题之一。盾构机在强风化及上软下硬富水闪长岩地层中掘进时,管片背后及掌子面裂隙水源源不断往土仓渗入,造成土仓水压急剧增加,螺旋机喷涌现象频繁。

  “正常情况下,渣土会从出渣口到皮带,再通过传送带传送到电瓶车上,运出隧道。”周鸿合说,因为富水闪长岩喷涌,渣土喷到皮带两侧,需要人工清理。有时推进一环,需要人工清理渣土三四个小时。最长的一次,他们甚至清理过40多个小时。因为清理工作量大,工人们有时要从上班开始一直清理到下班,劳动强度很大。因此,这个工地的工人走了一批又一批,换了1000多人次。有的人干了一天就走了,工钱都不要。太累了!

  “软硬不均、孤石群以及空洞地层交替出现,而且交替频次非常快,这给我们施工造成了巨大影响。”方治纲说,如果都是硬岩可以选择强度高的刀具,如果软硬不均可以选择耐磨性的刀具,但他们遇到的这种情况,选择刀具都很困难。有一次一环换了3次刀具,加起来换掉了47把刀。为此,他们先后选了七家国内知名的刀具供应商,针对不同地层尽可能选择适应性的刀具。

  因为施工难度大,项目部专门从西安调过来一批司机,保证每台盾构机配备两名司机;他们还专门派人在盾构机人仓口观察,随时查看地层变化,监听仓内有无异响,及时发现刀具磨损或掉落,做到勤检查、勤更换,避免出现个别刀具损坏发现不及时导致更多刀具损坏的情况,从而尽可能减少换刀时间,提高功效。

  8个月瘦了近30斤

  吃饭、睡觉、下隧道,每天三点一线;开盾构机、换刀具、清理渣土,工作周而复始。

  “一下到隧道里,整个人都紧张起来,要时刻盯着参数并及时调整,要不然盾构机就可能推偏。硬岩不容易纠偏,管片破损也会比较严重。”周鸿合的兜里一直备着滴眼液,盯屏幕的时间久了,眼睛干涩得厉害。而一个姿势坐久了,每天躺在床上,他都会觉得腰酸背痛。

  每天中午11点半,就有专人准时把饭菜送到隧道里。但因为太忙,很多时候,他们连午饭都顾不上吃,直接和晚饭一起吃。

  周鸿合他们也要自己换刀具,和工人一起清理渣土。“自己换刀具,对于螺栓复紧更有底,推进时对参数也更有把握;帮忙清理渣土完全是为了抢时间。”周鸿合每天最想干的事儿就是睡觉。

  有时晚上睡觉前,周鸿合也会和远在深圳的女朋友视频聊天,但往往聊了没两句,一打盹儿,手机就砸到了脸上。

  “在这里最大的挫败感就是没有进尺。”周鸿合说,在以前的工地上管片都是一环一环推,而在这是一毫米一毫米往里拱。十几个小时推进一环,那种感觉只能用两个字来形容——“煎熬”。

  作为跟盾构机最亲近的人,他们无时无刻不在想着如何提高推进效率,有时交班会直接变成技术讨论会,一开几个小时。

  济南轨道交通集团会同中铁三局不断收集国内相似地层的经验做法,结合该区间地层进行学习探索,并多次邀请国内专家到现场,共同探索解决问题。

  对螺机出渣口进行改造,在那放一个渣浆泵,先把水放一放,减小仓内压力,防止喷涌;加高皮带机两侧挡板,放缓皮带机坡度;换带花纹的皮带,提高摩擦力,方便出渣……这些改进工作,大大提高了作业效率。

  在长途汽车站,他们还进行了“孤石置换”,就是从地面用潜孔锤、旋挖钻等设备,将区间范围内的孤石提前挖出,随后使用低标号混凝土进行填充,方便盾构机掘进。

  2020年8月8日上午10点半左右,随着“泰山一号”盾构机刀盘破土而出,宝长区间左线贯通。难以抑制激动心情的周鸿合从刀盘辅条口爬出来,振臂高呼:“贯通啦!”这时,他很肯定,这就是打仗胜利时的感觉。

  明明已经看到胜利的曙光了,可他们又遇到了大麻烦。9月中旬,因为刀箱严重变形影响了刀具的安装精度以及切割效率,他们准备更换刀箱。磨刀不误砍柴工,这是他们最初的想法。然而,换好刀箱后刚复推,立刻坏了4把;换好之后再推,又坏了12把。

  “当时感觉整个人都快崩溃了!”像这样的情况,周鸿合他们还从没遇到过。

  于是,为了清理土仓,他们下去了三批人,确保仓内干干净净。同时,又更换了一批耐磨性强的刀具。

  终于,右洞贯通!这也意味着,济南轨道交通2号线全线洞通。

  这之后,周鸿合感冒了。从2月份来济南,他生了两次病,一次是左线贯通,一次是右线贯通。长期紧绷的状态一松懈,似乎免疫力也出了问题。

  8个月,周鸿合瘦了近30斤。隧道里没有春夏秋冬,常年40度左右,不管在地面上穿什么衣服,他在隧道里都穿着短袖。整天见不到太阳,人也白了不少。“再见我女朋友,她肯定会吓一跳。”他开玩笑说,在这里减肥效果挺好。

  如今,正在进行收尾工作的他,终于有时间到趵突泉、大明湖去走一走,看看济南的冬天。当然,他更希望2号线通车时,能实地去体验一下。

编辑:陈思南

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