“开拓一号”大直径地铁隧道盾构机顺利完成组装调试

日前，山东省首台大直径地铁隧道盾构机“开拓一号”顺利完成组装调试，将于5月17日验收下线，6月份在济南轨交R1线王府庄站施工区间完成始发。

为济南地质水文量身打造

盾构机，全称全断面隧道掘进机，是一种具有金属外壳，壳内装有整机及辅助设备，在盾壳的掩护下进行隧道土体开挖、土渣排运、整机推进和管片安装等作业，从而构筑隧道的特种施工装备。

“开拓一号”开挖直径6.68米，总长85米，总重量515吨，身价约5000万元。由刀盘、盾体、主驱动、管片拼装机、螺旋机、皮带机等10余个部分组成。相关负责人介绍，“济南市内南高北低，南靠泰山余脉，北邻黄河冲积平原，地层中软土、砂卵石、灰岩交替分布，岩溶裂隙强烈发育，形成了复杂独特的地质水文条件。”

据了解，济南造盾构机刀盘配备41刃高强材料滚刀，以及撕裂刀、刮刀。“滚刀碎石、撕裂刀把砂土划成小块，刮刀将这些碎石和泥土刮下来。” 相关负责人介绍，三种刀片有不同的高度差，分工协作。首台盾构机的刀盘重65吨，8个电焊工花了40天焊接出来。

挖隧道时能左能右像个大虫子

据介绍，轨道交通地下段使用盾构机时，一般先在规划的两个车站位置各挖出一个类似“豁口”的基坑，然后把盾构机吊下去。盾构机在地下10米至20米的位置开挖隧道，像个虫子一样往前拱；能上能下，能左能右，最小转弯半径250米，100米上下坡不超过5米。

“R1线有一段需要穿过京沪高铁地下，这时盾构机要在地下30米处工作。盾构机始发后，在液压的推动下，只能前进不能后退。刀盘将砂卵石、灰岩等打碎后，渣土通过传送带运送到出渣口，然后通过编组列车运到‘基坑’”。相关负责人介绍，编组列车共65米，有四节渣土车、两节管片车，还有沙浆罐车。管片运送到指定位置后，再通过摆渡车运到管片拼装机，拼装隧道管片。管片宽1.5米，每一圈需要6块。

据悉，一般管片和外壁有大约14厘米的空隙，通过浇筑泥浆弥合缝隙。而盾构机经过后，就可以直接铺铁轨了。一个小时的时间内，盾构机约有40分钟在开挖隧道，20分钟在拼装隧道管片。

一个月开挖200米左右

相关负责人介绍，盾构机接入10万伏电压，经机器上的变压器转换为400伏电压开始作业；该机器设计功率1800KW，驱动功率945KW，工作起来每小时耗电量为900多度电。

遇到岩石，盾构机每分钟可转3.5转，推进7毫米；遇到软土每分钟转1转，推进40毫米至80毫米。据悉，在济南的地质结构中，盾构机每月可推进200米左右，砂石层2公里就需要换一次滚刀。

此外，因为该设备的关键部件主轴承、电机、液压马达等是从国外引进的，有寿命年限。各个零部件接近了使用寿命，考虑到隧道施工安全和可靠性，一般不予使用。

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