济南地铁首个地下区间“洞通”“开拓一号”怎样埋头苦干？

省城轨交首个地下区间22日晚“洞通”瞬间。接下来，盾构机将再次穿越铁路线——下穿京沪高铁线 记者赵天羿摄

2017年2月22日“开拓一号”盾构机在王府庄站西侧破土而出 记者赵天羿摄

就在上周，省城轨交首个地下区间实现“洞通”，一直在地下“埋头苦干”的盾构机立了大功。其实，盾构机开行状态不像看上去那么轻松，钢铁“蚯蚓”穿地洞并不是开过去那么简单，除了一台机器需要八个人操作以外，日常还需要高精尖的运算为基础，公式甚至比高等数学都复杂，只有参数算对了，盾构机才能顺利前行，在这7个月推进了近1300米，而每行进一米其实都步步惊心。记者 孙姮

7个月推进近1300米 盾构每走1米需花两小时

2月22日晚上，中铁十四局R1线王府庄站工地现场灯火通明，21时16分,随着洞口土石的瞬间崩落，开拓一号”盾构机终于顺利破土而出,将隧道彻底贯通。随着盾构机的出洞，玉符河-王府庄盾构区间右线也顺利贯通，这也是济南地铁首个贯通的区间隧道，作为省城生产并首次运用的“神器”，盾构机交上了一份令大家满意的答卷。

据了解,此次贯通的玉符河站-王府庄站盾构区间，沿刘长山路延长线向北运行,然后向东转至刘长山路到达王府庄站,区间总长近1300米。盾构机“开拓一号”从2016年7月23日顺利始发,到2017年2月22日破土而出,历时7个月共推进1080环接近1300米。

所谓盾构施工原理，需要施工人员先在始发站挖出一个深10多米、长80多米的基坑，然后把“开拓一号”盾构机吊到基坑里，对准地下施工层面，随后整个盾构设备将会像一列只能前进不能后退的“小火车”，钻入地下进行劳作。

盾构机分5节，其中前两节放置管片，中间一节为密闭车厢主要用来储存砂浆，最后两节为小型渣土车。盾构机最前头的刀盘将前面泥土切削下来，渣土通过螺旋机输送到皮带机上，再运到后面小火车后两节渣土车上。随后管片拼装机在隧道内拼装一圈预制管片，形成隧道的“内立面”。当管片拼装完成后，管片的外部开始注上水泥砂浆，经过短时间的凝固，这个隧道就基本已经形成。据悉，一般完成一米长度的施工需两小时左右，正是这样一圈圈、一环环施工，才形成了地铁隧道。

听起来是不是很简单，实际上操作起来却要提起十二分精气神，分外小心。毕竟这台“钢铁蚯蚓”直径6.68米,比二层楼还要高；长85米,重量超过500多吨，可谓是个“大家伙”。

工地上也需要“高精尖” 运算难度不亚于高等数学

开着这台2层高80多米长的“大家伙”在地下前行，除了之前报道过的需要8个人操作以外，日常还需要高精尖的运算为基础，公式甚至比高等数学都复杂，只有参数算对了，盾构机才能顺利前行，每行进一米都步步惊心。

“工地可不是捆钢筋、和混凝土那么简单，也要有运算达人，各种计算公式可不比高等数学简单。”施工方中铁十四局相关负责人告诉记者，他之前看到报道说盾构机所经之处就是成型的地铁隧道，其实让盾构机顺利前行才是盾构施工的前提，所经之处能顺利形成隧道，这个背后需要付出大量的计算论证工作。

为了让大家能够形象的感受到工地的高精尖，记者为大家举个例子，基坑预留洞门的直径要满足盾构始发和盾构接收的要求，那么洞门的数据要如何计算呢？事实上，并不是几个工人拿着尺子量一量，回去算一算这个结果就有了。它的计算公式是这样的：Ds≥H·tanα+(D/cosα)+△e+△s+△g。怎么样，是不是赶上了高等数学的深奥，其中Ds是预留洞门的直径，H是洞门井壁的厚度，α是隧道轴线和洞门轴线的夹角……其他的记者就不一一介绍了。

像这种复杂的公式比比皆是，为了盾构能够顺利前行，在盾构始发之前就要运算大量数据作为基础。真正始发之后，也要在原本线路设计的规定中进行细节优化。“盾构施工后就是以后的轨交，那么要保证以后旅客坐着舒服，弯度要小；其次要为节能考虑，上坡费能源，坡度尽量要小；还要根据实际工程情况，比如地址和地下建筑物的存在情况调整参数。总体来说，实际施工不是那么轻松，我们也是有高技术含量的。”中铁十四局的相关负责人向记者介绍。

盾构机大小参数近50个 1米下来调整上百次也不夸张

除了利用运算公式算出数据做技术支持，盾构机参数也需要时刻计算、时刻优化。“主要参数8个，常规参数近50个，根据地质变化要时刻调整，一环1.2米下来调整上百次一点不夸张……”据中铁十四局的相关负责人介绍，盾构施工人员手机常备APP就是“高级计算机”。

土仓压力、推进速度、刀盘转速、总推力度、刀盘扭矩、注浆压力……据悉，盾构机仅主要参数就有8个，地层的软硬不均匀会对刀具产生非正常的磨损，如偏磨等不均匀磨损，甚至出现损坏，因此，在软硬不均复杂底层的盾构掘进中，应通过对盾构机掘进速度、排出渣土等变化状况和观察分析，及时调整参数。

据中铁十四局的相关负责人介绍，济南地质复杂程度虽然比不上南京，但可以说超过了北、上、广这些城市。“泉城嘛，地质比较复杂。本来整个盾构掘进的施工层都是黏土，突然就出现了半截卵石层，卵石正是因为暗泉的冲刷而形成的。”地质时刻在变动，参数也需要时刻调整，记者现场让施工人员总结一下参数调整的频率，据他们介绍最频繁时一环1.2米下来需要调整上百次。

此外，盾构机在地下钻是没有参照物可依据的，为了从这个点到另一个点，中间不跑偏，需要及时调整盾构行进的姿态，来纠正行进过程中出现的偏差。“比如采用改变刀盘旋转方向，再比如采取施加反向扭转力度等办法……”据了解，就是在这种高精尖运算技术的支撑下，盾构机才能顺利前行，在地下盲进，每行进一米都步步惊心。

[责任编辑：杨凡、董迪]

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