地鐵2號(hào)線正在進(jìn)行海上勘探作業(yè)。

　　地鐵工人在海滄大道站現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行施工,。

　　海滄大道站全景,。

　　海滄大道站已經(jīng)進(jìn)入開挖階段,。

　　連通大兔嶼的施工鋼便橋,，為建設(shè)風(fēng)道做準(zhǔn)備,。

　　海上勘探需要在大型船舶上進(jìn)行,。

　　在地下打洞穿行,，本就是件不易的事情，巖層,、孤石、泥沙……廈門復(fù)雜的地質(zhì)條件讓地鐵建設(shè)的難度更上一層樓,。如今,，地鐵1號(hào)線建設(shè)如火如荼地順利進(jìn)行，那么,，需要過海而行的地鐵2號(hào)線建設(shè)會(huì)遇到怎樣的難題,，廈門軌道交通集團(tuán)有限公司(下簡(jiǎn)稱“軌道集團(tuán)”)的技術(shù)人員又要拿出怎樣的解決方案和努力來保障這一工程順利進(jìn)行呢?記者專門采訪了地鐵建設(shè)的相關(guān)負(fù)責(zé)人和專家，為您揭開地鐵2號(hào)線過海段建設(shè)的奧秘,。

　　國(guó)內(nèi)第一條

　　采用盾構(gòu)法施工地鐵海底隧道

　　地鐵2號(hào)線是廈門地鐵交通線網(wǎng)中的中心放射骨干線,，主要承擔(dān)了本島與海滄城區(qū)間跨海交通功能，全長(zhǎng)41.5公里,，設(shè)計(jì)車站32站,，均為地下站點(diǎn)。其中,，整條線路施工最大的難點(diǎn)在于工程需要穿越廈門本島與海滄區(qū)之間的海域,。地鐵1號(hào)線同樣需要過海,，但1號(hào)線通過改造現(xiàn)有的高集海堤，地鐵將從改造后的海堤橋上通行過海,，連接廈門本島與集美區(qū);而2號(hào)線的過海段并沒有合適的可以直接利用的連接通道,，必須從海底挖掘兩條地鐵海底隧道，以供地鐵車輛通行,。

　　根據(jù)方案,，2號(hào)線的過海段位于海滄大道站-東渡路站區(qū)間，地鐵線路呈東西走向,，西起海滄大道站,，先沿海滄大道向北敷設(shè)，后折向東入海,，海底隧道下穿廈門西海域,、大兔嶼、廈門西港,，于東渡國(guó)際碼頭1號(hào)泊位上岸,，然后向南下穿郵輪城二期地塊，到達(dá)東渡路站,。過海段區(qū)間全長(zhǎng)2.7公里,，其中，僅海底隧道的長(zhǎng)度就達(dá)2.1公里,。去年年底,，2號(hào)線就率先開始對(duì)過海段進(jìn)行施工，目前海滄大道站已經(jīng)圍擋施工,。

　　結(jié)合2號(hào)線過海隧道所處的地層條件,，經(jīng)專家多次研究論證，地鐵2號(hào)線的過海段將采用“盾構(gòu)法+礦山法”的組合施工方案,。而為確保隧道的建成質(zhì)量,，礦山法段只用作初期支護(hù)，采用盾構(gòu)機(jī)在海底土層中掘進(jìn),，同時(shí),，為了盡量減少對(duì)周邊環(huán)境的影響，盾構(gòu)設(shè)備將選擇對(duì)地層沉降變形控制更好的泥水平衡盾構(gòu)機(jī),，盾構(gòu)機(jī)開挖的泥渣采用壓濾處理,，實(shí)現(xiàn)“零污染”。

　　據(jù)介紹,，廈門地鐵2號(hào)線的過海隧道是全國(guó)首條采用盾構(gòu)法施工的地鐵海底隧道,，“根據(jù)國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)，地鐵的所有工序都是危險(xiǎn)性較大的分項(xiàng)工程,，而海底施工被列入高風(fēng)險(xiǎn)項(xiàng)目,?！避壍兰瘓F(tuán)安全總監(jiān)白國(guó)斌告訴記者，這就意味著所有工序都要有專項(xiàng)方案,，有專門的應(yīng)急預(yù)案,，所有方案內(nèi)容都要由專家論證通過，并且在施工前還要提前對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)和關(guān)鍵性節(jié)點(diǎn)等進(jìn)行專項(xiàng)驗(yàn)收,，只有所有準(zhǔn)備工作就緒后才能動(dòng)工建設(shè),。

　　歷時(shí)20個(gè)月

　　勘察地質(zhì)地震和海底孤石

　　要使用盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)，就要提前摸清海底的地質(zhì)情況,，這是施工前期最重要的工作,，甚至決定了地鐵的最終走向。在陸地上,，通過鉆孔了解地質(zhì)是常用且容易操作的做法,，但是在海面上對(duì)海底的地質(zhì)進(jìn)行鉆探，難度卻大大增加,。

　　“地面上鉆探可以暫停,，海面上鉆探必須連續(xù)作業(yè)?！避壍兰瘓F(tuán)副總工程師徐超說,，由于主航道上海況復(fù)雜，需利用大型船舶作為勘探平臺(tái),，下鋼套管作為導(dǎo)管進(jìn)行鉆探作業(yè),。一旦中途避讓過往大型郵輪或貨船，就會(huì)前功盡棄,。

　　記者了解到,，地鐵2號(hào)線過海段的勘察共分為三個(gè)階段，即初勘,、詳勘和加密補(bǔ)充勘察,。2013年2月，當(dāng)人們還在享受春節(jié)假期時(shí),，由兩艘工程船搭建的鉆探平臺(tái)駛?cè)霃B門西海域，經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)4個(gè)月的水上鉆探和物探,，至6月14日完成了外業(yè)工作,。同年12月又進(jìn)行了過海段線位專家咨詢會(huì)，勘察單位又對(duì)優(yōu)化后的方案進(jìn)行了補(bǔ)充初勘,。初勘結(jié)束后,，2號(hào)線過海段的走向基本確定下來，2014年3月開始針對(duì)過海段進(jìn)行詳細(xì)勘察工作,，詳勘歷時(shí)7個(gè)月,，至2014年10月結(jié)束,。這段長(zhǎng)達(dá)20個(gè)月的勘探過程中，共完成海上鉆孔236個(gè),，鉆探長(zhǎng)度達(dá)9000余米,，另外還完成了47.5公里的海上地震勘探工作，為穩(wěn)定設(shè)計(jì)方案及施工工法提供了詳實(shí)的地質(zhì)依據(jù),。由于西海域段主要底層為花崗巖,，其特點(diǎn)是，風(fēng)化后的土層中一般殘留孤石,。為了進(jìn)一步查清“漏網(wǎng)”孤石,，給盾構(gòu)施工掃清障礙，提前進(jìn)行爆破處理,，目前正針對(duì)孤石進(jìn)行專項(xiàng)勘察(加密補(bǔ)勘方案),。

　　實(shí)際上，除了海上勘探的技術(shù)難題以外,，如何減少對(duì)海上航道交通的影響也是重中之重,。據(jù)介紹，海上鉆探的地點(diǎn)正位于廈門船舶通行的主航道上,，船舶往來密集,，勘探又必須在白天進(jìn)行，如何在盡量減少對(duì)船舶通行影響的情況下,，完成2號(hào)線海上地質(zhì)鉆探的任務(wù)呢?

　　記者了解到,，廈門軌道集團(tuán)、勘察實(shí)施單位中鐵大橋院在廈門海事局的指導(dǎo)下,，委托集美大學(xué)的專家,，專門編制了鉆探施工期間的通航安全評(píng)估報(bào)告評(píng)估鉆探平臺(tái)占據(jù)主航道施工時(shí)對(duì)船舶通航的影響，提出了不同噸級(jí),、不同類型船舶通航限制條件,，及不同施工階段的臨時(shí)通航方案，還不斷根據(jù)專家及相關(guān)單位意見進(jìn)行修改,，僅通航論證就做了四次評(píng)估,。而在實(shí)施過程中，也得到了市地鐵辦,、海事局,、引航站、港口局以及相關(guān)的十余家碼頭單位的大力支持,，“有時(shí)候施工延長(zhǎng)了幾個(gè)小時(shí),，所有的船舶都在旁邊等著。”徐超說,，有了眾多單位的幫助和支持,，這才有了此次勘探的順利進(jìn)行。

　　【名片】

　　廈門地鐵2號(hào)線

　　廈門地鐵2號(hào)線全長(zhǎng)41.5公里,，設(shè)計(jì)車站32站,，覆蓋了島內(nèi)東海岸兩岸金融核心區(qū)、郵輪母港開發(fā)區(qū),、海滄CBD開發(fā)區(qū),、馬鑾新城開發(fā)區(qū)等廈門市重要的開發(fā)建設(shè)區(qū)域，構(gòu)建了本島與海滄區(qū)的快速過海連接通道,，是促進(jìn)島內(nèi)外城市新功能區(qū)的開發(fā)建設(shè),，增加地鐵沿線土地利用價(jià)值，改善投資環(huán)境,、生態(tài)環(huán)境,、城市環(huán)境的一條重要地鐵交通線路。這條線路除了要跨越西海域而行以外,，還將在海滄區(qū)的海滄湖底,、五緣灣海底通行，也要下穿鷹廈鐵路和廈深高鐵,，施工難度極大,。

　　【進(jìn)展】

　　海滄大道站開挖

　　記者了解到，目前地鐵2號(hào)線的海滄大道站已經(jīng)進(jìn)入開挖階段,，利用海滄大道站端頭作為盾構(gòu)井,，力爭(zhēng)今年年底具備盾構(gòu)機(jī)下井入地的條件，明年初能夠始發(fā)2號(hào)線的第一臺(tái)盾構(gòu)機(jī),。同時(shí),，2號(hào)線的島內(nèi)段正準(zhǔn)備進(jìn)行施工前期的道路、管線等遷改工作,，計(jì)劃年底開工,。

　　【解密】

　　工程師巧妙應(yīng)對(duì)

　　海底施工“攔路虎”

　　地質(zhì)勘探的前期準(zhǔn)備工作做完，接下來就該輪到用盾構(gòu)機(jī)在海底挖隧道了,，那么在海底又會(huì)碰上哪些難題,，該如何解決呢?

　　1、海底地層可能會(huì)坍塌

　　破解:通過冷凍方法將土體變成凍土

　　與其他隧道一樣,，地鐵隧道也需要建設(shè)聯(lián)絡(luò)通道,，地鐵運(yùn)營(yíng)期間特殊工況下(如列車阻塞、火災(zāi)等),，人員可通過聯(lián)絡(luò)通道疏散至另外一條安全隧道。2號(hào)線的過海段左、右線隧道間設(shè)置了4座聯(lián)絡(luò)通道,。其中1座位于海底中-微風(fēng)化地層中,，3座聯(lián)絡(luò)通道地處海底全強(qiáng)風(fēng)化地層中，全強(qiáng)風(fēng)化地層中聯(lián)絡(luò)通道常規(guī)開挖容易發(fā)生坍塌,。要想工程安全施工,，就需要在開挖前對(duì)地層進(jìn)行加固處理。

　　廈門軌道交通集團(tuán)邀請(qǐng)了盾構(gòu)及掘進(jìn)技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開展“過海區(qū)間凍結(jié)法科學(xué)研究”,，提出了海底凍結(jié)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(xiàn),，這種做法在國(guó)內(nèi)尚屬首次，有效填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)海底聯(lián)絡(luò)通道凍結(jié)法施工技術(shù)的空白,?！昂Ｋ谋c(diǎn)比淡水低，但不同含鹽量的海水冰點(diǎn)又各不相同,，在實(shí)際施工過程中,，難度將會(huì)更大?！睆B門軌道交通集團(tuán)工程管理二部經(jīng)理蘇文德說,，因此，在施工時(shí),，要隨時(shí)監(jiān)控土體的冷凍速度和厚度,、凍土平均溫度等等參數(shù)，以減少工程風(fēng)險(xiǎn),。

　　2,、盾構(gòu)機(jī)刀盤磨損需更換

　　破解:專業(yè)人員穿戴潛水設(shè)施,進(jìn)入盾構(gòu)機(jī)刀盤倉(cāng)作業(yè)

　　盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)雖然速度快，安全性高,，但是負(fù)責(zé)切削土體的刀盤不可避免地會(huì)出現(xiàn)磨損,，使用一段時(shí)間后就需要進(jìn)行更換。在陸地上,，暫停盾構(gòu)機(jī)來更換刀盤都是一件不容易的工程,，更何況是在深入海底幾十米的高壓環(huán)境下更換刀盤:水下壓力大、盾構(gòu)機(jī)停機(jī)時(shí)間長(zhǎng)可能導(dǎo)致地層坍塌,、需要潛水作業(yè)等等,。

　　軌道集團(tuán)副總工程師徐超告訴記者，這個(gè)工程預(yù)計(jì)需要在海底更換刀盤約20次,，要根據(jù)不同的水壓,，調(diào)整好盾構(gòu)機(jī)刀盤倉(cāng)壓力,，請(qǐng)專業(yè)人員穿戴潛水設(shè)施，乘坐高壓倉(cāng),，進(jìn)入盾構(gòu)機(jī)刀盤倉(cāng)進(jìn)行作業(yè),，為了確保安全，一般選擇在地質(zhì)穩(wěn)定地段進(jìn)行換刀,，隨時(shí)監(jiān)控倉(cāng)內(nèi)壓力,。

　　3、兩段隧道對(duì)接可能海水倒灌

　　破解:在礦山法隧道內(nèi)先制作密封“盒子”,，供盾構(gòu)機(jī)安全進(jìn)入

　　2號(hào)線的過海段將由盾構(gòu)法和礦山法共同建設(shè),，但是當(dāng)盾構(gòu)機(jī)從一頭的盾構(gòu)法隧道掘進(jìn)到另一頭的礦山法隧道時(shí)，風(fēng)險(xiǎn)極大,，一旦處理不當(dāng),，就可能導(dǎo)致海水或者土體從兩種工法隧道接縫處倒灌涌進(jìn)隧道內(nèi)，造成工程事故,，那么如何保證不同工法建設(shè)的隧道在海底順利對(duì)接呢?

　　工程師們想到了一個(gè)好辦法,。他們?cè)趯?duì)接處礦山法隧道內(nèi)先制作密封“盒子”，然后盾構(gòu)機(jī)安全進(jìn)入“盒子”,，再打開“盒子”,，讓盾構(gòu)機(jī)進(jìn)入到礦山法隧道口。

　　4,、風(fēng)道需穿過三十多米深海水

　　破解:在大兔嶼上修建風(fēng)道

　　地下隧道需要通風(fēng)換氣,，確保隧道內(nèi)的空氣流通，因此需要修建風(fēng)道,。隧道內(nèi)發(fā)生事故時(shí),，風(fēng)道也可以用于逃生。修建風(fēng)道對(duì)于陸地上的隧道而言并不是個(gè)復(fù)雜的事情,，但是對(duì)于海底隧道卻是個(gè)十足的難題:風(fēng)道修幾個(gè)?在什么地方修?怎么修?如何能保證安全?地鐵2號(hào)線過海段的風(fēng)道施工也面臨著這些難題,。

　　實(shí)際上，由于2號(hào)線的過海段長(zhǎng)達(dá)2.7公里,，而根據(jù)隧道風(fēng)道建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn),，每1.8公里就應(yīng)該修建一個(gè)風(fēng)道，這就意味著,，過海段的風(fēng)道必須修建在海面上,，同時(shí)穿過三十多米深的海水，與隧道準(zhǔn)確對(duì)接,。

　　好在,，這片海域并不是茫茫一片，工程師們將利用大兔嶼修建風(fēng)道——地鐵2號(hào)線的隧道剛好從大兔嶼下通過,。根據(jù)設(shè)計(jì)方案,，大兔嶼上修建的風(fēng)道豎井深度達(dá)32米,，豎井完工后還需暗挖通道至過海隧道，臨海施工,，施工難度大,，風(fēng)險(xiǎn)高，且大兔嶼為孤島,，無進(jìn)出通道。為了解決這些問題,，施工單位將搭設(shè)450米的臨時(shí)鋼棧橋,，解決島上施工所需的機(jī)械設(shè)備和材料問題;嚴(yán)格控制把控豎井施工的精度與進(jìn)度，同時(shí)加強(qiáng)地面及圍護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)等措施來應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn),。

　　(廈門日?qǐng)?bào) 記者 卓悅佳 王協(xié)云)