地鐵2號線過海隧道工程示意圖。（廈門軌道交通集團提供）

位于海滄大道的地鐵2號線施工現場。（林廣明攝）

廈門日報訊（記者 殷磊 郭瑜芬 通訊員李琳）盾構機緩緩向前推進，頭部的刀盤也轉動起來。昨日上午10時30分，廈門地鐵2號線過海隧道施工的首臺盾構機在海滄大道站始發，標志著廈門地鐵2號線正式展開過海隧道的掘進施工，這條過海隧道預計將于2017年底貫通。這是國內首次在地鐵海底隧道施工中，采用盾構法掘進。

地鐵2號線是廈門地鐵交通線網中的中心放射骨干線，主要承擔本島與海滄城區間跨海交通功能，全長41.5公里，設32個車站，均為地下站。地鐵2號線施工的最大難點就在于工程需要穿越廈門本島與海滄區之間的海域。過海隧道西起海滄大道站，東至東渡路站，全長2.8公里，是地鐵2號線一期項目的控制性節點工程。作為地鐵過海隧道施工盾構機首發站點的海滄大道站，在2014年底正式動工，圍護結構施工后，開始了地鐵車站的基坑開挖工作及主體結構施工。目前，海滄大道站主體施工已基本完成。

結合過海隧道所處的地層條件，經多次研究論證，建設單位提出了“盾構法＋礦山法”的組合施工方案，為確保隧道的建成質量，礦山法段只是作為初期的支護。也就是說，這項工程主要是靠盾構機這種大型高科技設備，在海底切削、吞吐土方、泥渣并通過管片支護掘進隧道。相比其他施工法，盾構法作業自動化程度高，施工速度快，可以一次成洞，對周邊的影響小，更加安全環保。地鐵2號線過海隧道成為國內首個采用盾構法施工的過海地鐵隧道，隧道的挖掘對廈門城市交通主骨架的形成關系重大，并且開創了我國地鐵海底盾構施工的先河。

解密

盾構機如何掘進過海隧道？

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如何減少海底聯絡通道滲水出現？

把海底土體變成凍土

地鐵隧道需要建設聯絡通道，地鐵運營期間特殊工況下（如列車阻塞、火災等），人員可通過聯絡通道疏散至另外一條安全隧道。2號線的過海段左、右線隧道間設置了4座聯絡通道。其中1座位于海底中-微風化地層中，3座聯絡通道地處海底全強風化地層中，全強風化地層中聯絡通道常規開挖容易發生坍塌。要想工程安全施工，就需要在開挖前對地層進行加固處理。

廈門軌道交通集團邀請盾構及掘進技術國家重點實驗室開展研究，提出了海底凍結法，即通過冷凍方法將土體變成凍土，有效減少滲漏、涌水出現，這種“海域環境凍結施工”的做法在國內尚屬首次。海水的冰點比淡水低，但不同含鹽量的海水冰點又各不相同，在實際施工時難度會更大。因此，在施工時，要隨時監控土體的冷凍速度和厚度、凍土平均溫度等參數。

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如何避免兩種工法隧道接縫處海水倒灌？

鉆進密封盒避開風險

地鐵2號線過海隧道施工區域在靠近廈門島的一側分布有變質石英砂巖，十分堅硬，對盾構機的刀具磨損會非常嚴重，盾構施工難度大。為此，建設單位提出了先從陸地上通過礦山法掘開一條隧道，穿過變質石英砂巖，然后在海底迎接從海滄穿海而來的盾構機。兩者在海底對接時風險極大，一旦處理不當，就可能導致海水或者土體從兩種工法隧道接縫處倒灌涌進隧道內。

經過反復研究論證，建設者們想出了辦法。他們在對接處先制作一個密封的“盒子”，當盾構機掘進對接處時，先把盾構機安全送入“盒子”，再在另一頭打開“盒子”，讓盾構機順利進入到礦山法隧道口。這樣就可以有效屏蔽風險。

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如何在海底實現通風換氣？

在大兔嶼上修建風道

地下隧道需要通風換氣，因此要修建風道。修建風道對于地鐵過海隧道卻是個難題:地鐵2號線過海隧道長2.8公里，根據建設標準，每1.8公里就應該修建一個風道，這意味著過海段的風道必須修建在海面上，同時穿過三十多米深的海水，與隧道準確對接。工程師們巧妙利用大兔嶼修建風道——地鐵2號線過海隧道剛好從大兔嶼下通過。根據方案，大兔嶼上修建的風道豎井深度達32米，豎井完工后還需暗挖通道至過海隧道。臨海施工難度大，且大兔嶼為孤島，無進出通道。為此，施工單位搭設了450米的臨時鋼棧橋，解決島上施工所需的機械設備和材料問題；嚴格把控豎井施工的精度與進度，同時加強地面及圍護結構監測等措施來應對風險。

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如何在海底換設備？

專業人員深潛換設備

盾構機掘進雖然速度快，安全性高，但是負責切削土體的刀盤不可避免地會出現磨損，使用一段時間后就需要進行更換。記者了解到，這個工程預計需要在海底更換刀盤約20次，要根據不同的水壓，調整好盾構機刀盤倉壓力，請專業人員穿戴潛水設施，乘坐高壓倉，進入盾構機刀盤倉進行作業，為了確保安全，一般選擇在地質穩定地段進行換刀，隨時監控倉內壓力。

（本報記者 殷磊 郭瑜芬 通訊員 李琳）

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塊頭大本領強

過海隧道盾構機由德國海瑞克公司設計制造，是兩臺型號為S-991、S-992的泥水平衡式盾構機，2015年3月在廣東省的工廠里進行生產組裝。11月來到海滄并完成下線，12月在海滄大道站開始工地組裝作業。

它整機長約104米，重760噸，最大推進速度為50毫米/分鐘，相當于每小時最快向前挖掘3米，遠比挖掘隧道的其他方法快，是個本領高強的大塊頭，將承擔起過海段隧道的主要掘進施工任務。盾構機開挖的泥渣采用壓濾處理，實現“零污染”。