斗石記——福州地鐵1號線施工紀實

東南網4月19日報道（福建日報記者 林侃)

要問福州地鐵1號線施工中，什么骨頭最難啃？

施工單位給出的答案一定是：石頭——既有硬如鋼鐵的花崗巖，也包括難以勘探的孤石。

為破石而進，項目建設者想盡了辦法：成立專門的換刀班組、將刀具維修工廠搬到施工現場、引入微動探測技術、采取地下爆破處理……

近日，記者走進福州地鐵1號線施工現場，帶您感受破石的艱辛。

硬碰硬，每掘進1.2米就得換滾刀

你能想象一臺長80米、刀盤直徑超過6米的復合式盾構機開足馬力，一分鐘只能向前掘進3-5毫米嗎？

這樣的情況，便發生在福州地鐵1號線樹兜站至屏山站隧道區間（簡稱“樹屏區間”）。遇到的難題是硬巖。

中鐵一局福州地鐵1號線4標段項目部副經理郭凱告訴記者，樹屏區間單線有1100多米，硬巖區就有近400米。“該路段硬巖屬于中、微風化巖，最大強度達140兆帕，硬度堪比鋼鐵，這對盾構機而言是個大挑戰?！?/p>

去年11月起，樹屏區間的上下行兩線陸續與硬巖較量。如今，下行線剩下100多米的硬骨頭要啃，上行線還有310多米。

10日，在郭凱帶領下，記者來到地下施工現場一探究竟。

未見盾構機真面貌，便聞機器轟鳴聲震耳欲聾。行走在地下空間，越是接近盾構機，越是悶熱難耐。施工人員說，這悶熱，源自刀具與巖石摩擦以及盾構機超負荷運轉所產生的熱量?！耙谙奶?，這里便是個接近50攝氏度的大蒸籠?！?/p>

中午時分，當盾構機順利掘進1環（1.2米）時，機器轟鳴戛然而止。檢修時間到了。

工期如此緊張，為何要有這個流程？郭凱說，主要有兩個原因。

其一，由于盾構機滾刀每天在硬碰硬中是“殺敵一千，自損八百”。“每掘進一環，就至少會損壞其中的一把滾刀?！苯浱嵝?，記者這才記起，先前隨施工人員進到地下負一層時，沿路擺放著的便是數百把滾刀殘骸。據初步統計，該項目段迄今已用壞300多把滾刀，而若在一個標準軟土區間，更換量頂多是個位數。

其二，有些巖層上軟下硬，刀具的磕碰磨損及偏磨較嚴重?！坝绕湓谶M入硬巖和脫離硬巖時，盾構機姿態較難控制，滾刀會被卡住或刀盤方向偏移導致蛇形推進，這時，就要停下來檢查刀具，調整參數?！?/p>

絕無僅有，將刀具維修廠請到現場

更換滾刀，是由施工單位專門組建的“換刀班組”操作——每臺盾構機每班次安排3人專職負責換刀。值得一提的是，為地鐵施工專門組建換刀班組，在國內并不多見。

換刀時，只見工人們通過直徑不足一米的入口爬進盾構機，到達刀盤背面。刀盤直徑6米多，它與盾構機間的空間僅能容下兩三人，操作困難。工人們只能用簡單的倒鏈，將150公斤的滾刀牽引到盾構機外，人再爬上去換刀……

如此反復，檢查并更換完一輪，要花兩小時。

一番操作下來，幾個工人早已渾身濕透。不過，他們說，當天工作還算順利，“要遇到巖石卡住滾刀或滾刀磨損嚴重時，還得先用小型機械和人力敲打將巖石打碎，更費勁”。

換下的刀具怎么處理？

郭凱給記者算了筆賬，一把單刃滾刀要2.6萬元，一把雙刃滾刀要5萬元，直接更換顯然成本太高。滾刀外部刀圈最易損，換掉刀圈，滾刀還能接著用。而維修一把單刃滾刀成本不到1.2萬，一把雙刃刀維修成本近3萬元，每把滾刀可換3次刀圈。顯然，維修后循環利用最經濟。

以往的做法，是將磨損刀盤運到位于廣州的修刀工廠維修，來回一趟要10天。這對每掘進一環就要換一把滾刀的樹屏區間而言，不現實。

怎么辦？經商議，施工單位決定，將在廣州的維修工廠直接請到施工現場，保障換下的滾刀馬上修、循環用。這在全國的地鐵施工中絕無僅有。

如今，走入位于樹兜站地下負一層的這個維修車間，隨時可見工人們在緊張忙碌。分解刀體、更換刀圈、修整偏差、上油打磨……翻新的滾刀很快就能上陣。

這一創新舉措讓樹屏區間的貫通時間得到了保障?！霸谧畛跏┕r，考慮到巖層的復雜性，樹屏區間原本計劃今年底完工，如今，我們應能提前2個月完成雙向貫通。”郭凱說。

攻堅克難，想方設法與石斗

樹屏區間的現場換刀作業，在福州地鐵1號線施工過程中并非個案。

“這還只是常規開倉換刀，之前三叉街站至上藤站區間，因地下水富余，巖層復雜，還得帶壓換刀，相當于在水下20米作業?！惫鶆P說。

除了硬巖，盾構機順利推進還有另一攔路虎——孤石。

所謂孤石，即殘積土層中未被風化的部分石塊，就像人體內的結石。

“如果說積巖還能提前勘探，那么分布隨機、大小不一的孤石，即便是前期加密勘測孔，也很難做出準確預判。”上海市隧道工程軌道交通設計研究院派駐福州地鐵項目的技術負責人管攀峰說。

去年7月，鼓屏路地下的地鐵隧道開挖途中，就遇到兩個又大又硬的孤石，讓盾構機無計可施。經“會診”，施工人員決定實施爆破。

鼓屏路屬老城區，周邊建筑物密集，交通流量大，爆破難度和風險可想而知。

施工單位提前一個月開始圍擋鉆孔，并根據勘測情況，花了數十天鉆了28個用于裝炸藥的孔，鉆孔深度超過地鐵隧道范圍，每個孔鉆完后放入直徑為75毫米的PVC管，以防孔出現坍塌。為確保地面房屋安全，采用每個孔分段爆破。在爆破前幾天，周邊單位、商家和住戶都被撤離到安全地帶……

最終，爆破順利完成，為盾構機掘進掃清了障礙。

為準確判斷孤石位置，福州地鐵1號線還在多處采取先進的微動探測技術，這種類似CT掃描的技術，就是利用在盾構隧道正上方的地面設置傳感器，接收一定范圍內的地下巖土體的天然振動數據，并進行點分析，圈定異常區，再針對異常區開展進一步的鉆探工作方法，判明是否有孤石存在。

面對盾構掘進過程偶遇的孤石，施工中先后采取地下開倉取石、地面打井取石、水平爆破等一系列方式，就連阿特拉斯鑿巖機這類應急搶險用的先進設備，也曾被借來破石。

正是一次又一次與石較勁的過程中，福州地鐵距離市民生活越來越近。