每一天你都在與地鐵相遇，是否也在好奇地鐵是怎樣建成的？地鐵又是如何運營保障城市安全有序運轉的？
今天，向大家介紹一位“重磅嘉賓”——他身長約80米到130米，體重可達數百噸，在2006年8月18日首次參加成都地鐵建設工作。
這位“大朋友”就是成都地鐵盾構機，我們把它們統稱為“穿越者號”。地鐵建設中，穿越者號穿越地層、構筑隧道、排出渣土，安全穩定的地鐵隧道一氣呵成。下面就跟著“穿越者號”的腳步，一起來了解他的工作日常。
盾構機是如何掘進的？
“穿越者號”宛如一條鋼鐵巨龍，在不同的環境中“破開混沌，堅毅前行”。
成都部分地層為高富水砂卵石地層，卵石含量達60%以上，大量大塊的卵石極易磨損盾構機刀盤，影響掘進效率。
成都富水砂卵石地層
“穿越者號”掘進過程中面臨的世界級難題，是如何在成都的富水砂卵石地層中進行掘進。
盾構機在富水砂卵石地層中掘進
面對這樣的難題，“穿越者號”不斷調整改造刀盤，掘進速度顯著提升，“全球首例土壓平衡盾構掘進及相關技術”獲得數項國家級專利。
盾構機刀盤開口率改造前后對比圖
“穿越者號”雖然是個“大家伙”，但比起廣袤的大地，仍然“細如繡針”?！按┰秸咛枴痹诘貙又芯蜻M，就像在黑夜中“穿針引線”，是名副其實的“精細活”。
它“干活”時，信息化安全風險管理系統對其安全掘進全程護航，實時掌握盾構機的工作狀態和施工參數，為“穿越者號”裝上明亮的“眼睛”和智慧的“大腦”，確保盾構施工安全、準確。
信息化安全風險系統
盾構機是如何構“盾”的？
這些弧形的厚片，即隧道管片，便是盾構之“盾”。管片單塊最大重量約6噸，多塊弧形管片拼接成一個圓形，為“一環”，盾構機穿越時，每掘進一環將立即在隧道內壁安裝高強度鋼筋混凝土管片，形成堅固的隧道結構，保證隧道的穩定性。
建設現場預先制作好的管片
這些“盾”讓“穿越者號”在掘進中能“扛住”巨大的壓力，成功構筑起一條安全穩定的地下隧道。
不僅如此，“穿越者號”也會采用同步注漿或二次注漿技術，第一時間對盾尾空隙進行填充，確保地下的穩定和地面的安全。
“穿越者號”在穿越不同的環境時，會采取不同的加固方式，保證穩定安全。
穿越密集建筑群時，為保證安全，正式穿越前要先對建構筑物周邊地層進行勘察，分析地質條件，對建筑物進行現狀調查，綜合上述數據，制定詳細的方案。根據實際情況，綜合采用預注漿、跟蹤注漿等方式對周邊地層進行加固，增強地層穩定性。
為保證地面安全，“穿越者號”將優化掘進線路，選擇穩定性更強的地層進行穿越。施工中，盾構機會精確控制土壓或泥水壓力，保持與外部地層壓力的平衡，持續勻速推進，減少對地層的擾動。
穿越既有鐵路時，“穿越者號”需要采取非常嚴謹的措施，確保施工安全和鐵路運營安全，在穿越前，同樣要對鐵路路基及周邊地層進行勘測分析，并進行預加固處理，必要時對鐵路地基設置臨時支撐結構，確保鐵路路基的穩定性。
盾構機下穿鐵路時對鐵路地基設置臨時性支撐結構
在盾構穿越過程中，建設者將在鐵路及其周圍安裝自動化監測系統，24小時不間斷實時監控鐵路軌道情況，隨時根據監測數據來調整施工參數，優化施工方案。
自動化監測系統
在盾構注漿過程中，不僅要加大同步注漿量，還要在每一環進行二次注漿，并在掘進過程中同步中盾注泥，保證安全順利穿越既有鐵路。穿越河流與橋梁時，建設者會在了解河床土層結構、地下水位及卵石分布情況，特別是河流底部和橋梁基礎下的地質條件后，先行一步對河床進行鋪底加固，降低透水風險。在穿越橋梁時，會根據情況對橋梁地基進行二次加固，給橋梁做個“板凳”，再繼續進發。
同時，“穿越者號”會與地面監控中心實時聯動，使用全站儀、雷達等設備檢查，全時段監控河流水位、橋梁情況等數據，及時調整施工參數。
在遇到高壓燃氣管道時，“穿越者號”會根據情況仔細評估風險，改變掘進角度，主動與管道拉開距離，規避長距離并行高壓燃氣管道的風險。
盾構機是如何排土的？
“穿越者號”向前掘進、構“盾”，必然會“刨出”土壤，能否將渣土迅速排出，也是影響盾構效率和質量的關鍵因素。
盾構機的渣土排出系統
“穿越者號”經常需要在富水砂卵石地層和泥巖地層中穿行。富水砂卵石地層含水量高，顆粒較大，在盾構機的壓力之下，水分容易滲出、并與渣土一起噴涌而出，損壞設備、影響進度。
渣土改良
泥巖又像一塊軟黏的“陶土”，在被盾構機的刀盤切割時，很容易變形，甚至崩解成軟泥，堆積在盾構刀盤上，形成一塊“泥餅”，影響掘進效率。“穿越者號”在長期的實踐中，總結出了適用于各種地層的渣土改良劑最優配比，有效解決了砂卵石地層噴涌、泥巖地層中結泥餅的問題。
“穿越者號”一路勇往直前，掘進、構“盾”、排土，當他的刀盤破土而出，便是地鐵隧道貫通的時刻。完成任務的“穿越者號”將被再次拆解，“分塊上岸”，投入又一次盾構的使命。
軌道交通隧道盾構施工是現代城市交通建設中的重要環節。盾構技術作為一種先進的隧道掘進方法，以其高效、安全、環保等特點，逐漸成為軌道交通隧道建設的主要手段之一。2024年，成都軌道集團提速推進10條線路302公里建設，實現125座車站封頂線網規模突破670公里，盾構掘進97.7%。
新的一年，成都軌道集團將繼續深化落實“四保安全”工作機制，堅決守牢軌道交通安全發展底線，全力以赴拼經濟、搞建設、促發展。
來源：成都軌道交通集團官網
