地鐵2號線正在進行海上勘探作業(yè),。

　　地鐵工人在海滄大道站現(xiàn)場進行施工,。

　　海滄大道站全景,。

　　海滄大道站已經(jīng)進入開挖階段。

　　連通大兔嶼的施工鋼便橋,，為建設風道做準備。

　　海上勘探需要在大型船舶上進行,。

　　在地下打洞穿行,，本就是件不易的事情，巖層,、孤石,、泥沙……廈門復雜的地質(zhì)條件讓地鐵建設的難度更上一層樓。如今,，地鐵1號線建設如火如荼地順利進行,，那么，需要過海而行的地鐵2號線建設會遇到怎樣的難題,，廈門軌道交通集團有限公司(下簡稱“軌道集團”)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行呢?記者專門采訪了地鐵建設的相關(guān)負責人和專家,，為您揭開地鐵2號線過海段建設的奧秘,。

　　國內(nèi)第一條

　　采用盾構(gòu)法施工地鐵海底隧道

　　地鐵2號線是廈門地鐵交通線網(wǎng)中的中心放射骨干線,，主要承擔了本島與海滄城區(qū)間跨海交通功能，全長41.5公里，設計車站32站,，均為地下站點,。其中，整條線路施工最大的難點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號線同樣需要過海,，但1號線通過改造現(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，后折向東入海,，海底隧道下穿廈門西海域,、大兔嶼、廈門西港,，于東渡國際碼頭1號泊位上岸,，然后向南下穿郵輪城二期地塊，到達東渡路站,。過海段區(qū)間全長2.7公里,，其中，僅海底隧道的長度就達2.1公里,。去年年底,，2號線就率先開始對過海段進行施工，目前海滄大道站已經(jīng)圍擋施工,。

　　結(jié)合2號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，采用盾構(gòu)機在海底土層中掘進,，同時,，為了盡量減少對周邊環(huán)境的影響，盾構(gòu)設備將選擇對地層沉降變形控制更好的泥水平衡盾構(gòu)機,，盾構(gòu)機開挖的泥渣采用壓濾處理,，實現(xiàn)“零污染”,。

　　據(jù)介紹，廈門地鐵2號線的過海隧道是全國首條采用盾構(gòu)法施工的地鐵海底隧道,，“根據(jù)國家的標準,，地鐵的所有工序都是危險性較大的分項工程，而海底施工被列入高風險項目,?！避壍兰瘓F安全總監(jiān)白國斌告訴記者，這就意味著所有工序都要有專項方案,，有專門的應急預案,，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高風險和關(guān)鍵性節(jié)點等進行專項驗收,，只有所有準備工作就緒后才能動工建設,。

　　歷時20個月

　　勘察地質(zhì)地震和海底孤石

　　要使用盾構(gòu)機掘進，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,，但是在海面上對海底的地質(zhì)進行鉆探，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副總工程師徐超說,，由于主航道上海況復雜，需利用大型船舶作為勘探平臺,，下鋼套管作為導管進行鉆探作業(yè),。一旦中途避讓過往大型郵輪或貨船，就會前功盡棄,。

　　記者了解到,，地鐵2號線過海段的勘察共分為三個階段，即初勘,、詳勘和加密補充勘察,。2013年2月，當人們還在享受春節(jié)假期時,，由兩艘工程船搭建的鉆探平臺駛?cè)霃B門西海域,，經(jīng)過長達4個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月又進行了過海段線位專家咨詢會,，勘察單位又對優(yōu)化后的方案進行了補充初勘,。初勘結(jié)束后，2號線過海段的走向基本確定下來,，2014年3月開始針對過海段進行詳細勘察工作，詳勘歷時7個月,，至2014年10月結(jié)束,。這段長達20個月的勘探過程中，共完成海上鉆孔236個,，鉆探長度達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)定設計方案及施工工法提供了詳實的地質(zhì)依據(jù),。由于西海域段主要底層為花崗巖,，其特點是，風化后的土層中一般殘留孤石,。為了進一步查清“漏網(wǎng)”孤石,，給盾構(gòu)施工掃清障礙，提前進行爆破處理,，目前正針對孤石進行專項勘察(加密補勘方案),。

　　實際上，除了海上勘探的技術(shù)難題以外,，如何減少對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行，如何在盡量減少對船舶通行影響的情況下,，完成2號線海上地質(zhì)鉆探的任務呢?

　　記者了解到,，廈門軌道集團、勘察實施單位中鐵大橋院在廈門海事局的指導下,，委托集美大學的專家,，專門編制了鉆探施工期間的通航安全評估報告評估鉆探平臺占據(jù)主航道施工時對船舶通航的影響，提出了不同噸級,、不同類型船舶通航限制條件,，及不同施工階段的臨時通航方案，還不斷根據(jù)專家及相關(guān)單位意見進行修改,，僅通航論證就做了四次評估,。而在實施過程中，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，“有時候施工延長了幾個小時,，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行。

　　【名片】

　　廈門地鐵2號線

　　廈門地鐵2號線全長41.5公里,，設計車站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,，是促進島內(nèi)外城市新功能區(qū)的開發(fā)建設,，增加地鐵沿線土地利用價值，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,。

　　【進展】

　　海滄大道站開挖

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

　　【解密】

　　工程師巧妙應對

　　海底施工“攔路虎”

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

　　1、海底地層可能會坍塌

　　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聯(lián)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(lián)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(lián)絡通道。其中1座位于海底中-微風化地層中,，3座聯(lián)絡通道地處海底全強風化地層中,，全強風化地層中聯(lián)絡通道常規(guī)開挖容易發(fā)生坍塌。要想工程安全施工,，就需要在開挖前對地層進行加固處理。

　　廈門軌道交通集團邀請了盾構(gòu)及掘進技術(shù)國家重點實驗室開展“過海區(qū)間凍結(jié)法科學研究”,，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),，這種做法在國內(nèi)尚屬首次，有效填補了國內(nèi)海底聯(lián)絡通道凍結(jié)法施工技術(shù)的空白,?！昂Ｋ谋c比淡水低，但不同含鹽量的海水冰點又各不相同,，在實際施工過程中,，難度將會更大?！睆B門軌道交通集團工程管理二部經(jīng)理蘇文德說,，因此，在施工時,，要隨時監(jiān)控土體的冷凍速度和厚度,、凍土平均溫度等等參數(shù)，以減少工程風險,。

　　2,、盾構(gòu)機刀盤磨損需更換

　　破解:專業(yè)人員穿戴潛水設施,進入盾構(gòu)機刀盤倉作業(yè)

　　盾構(gòu)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(xiàn)磨損,，使用一段時間后就需要進行更換。在陸地上,，暫停盾構(gòu)機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)機停機時間長可能導致地層坍塌,、需要潛水作業(yè)等等,。

　　軌道集團副總工程師徐超告訴記者,，這個工程預計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)機刀盤倉壓力,，請專業(yè)人員穿戴潛水設施，乘坐高壓倉,，進入盾構(gòu)機刀盤倉進行作業(yè),，為了確保安全，一般選擇在地質(zhì)穩(wěn)定地段進行換刀,，隨時監(jiān)控倉內(nèi)壓力,。

　　3、兩段隧道對接可能海水倒灌

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

　　2號線的過海段將由盾構(gòu)法和礦山法共同建設,，但是當盾構(gòu)機從一頭的盾構(gòu)法隧道掘進到另一頭的礦山法隧道時，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(nèi)，造成工程事故,，那么如何保證不同工法建設的隧道在海底順利對接呢?

　　工程師們想到了一個好辦法,。他們在對接處礦山法隧道內(nèi)先制作密封“盒子”，然后盾構(gòu)機安全進入“盒子”,，再打開“盒子”,，讓盾構(gòu)機進入到礦山法隧道口。

　　4,、風道需穿過三十多米深海水

　　破解:在大兔嶼上修建風道

　　地下隧道需要通風換氣,，確保隧道內(nèi)的空氣流通，因此需要修建風道,。隧道內(nèi)發(fā)生事故時,，風道也可以用于逃生。修建風道對于陸地上的隧道而言并不是個復雜的事情,，但是對于海底隧道卻是個十足的難題:風道修幾個?在什么地方修?怎么修?如何能保證安全?地鐵2號線過海段的風道施工也面臨著這些難題,。

　　實際上，由于2號線的過海段長達2.7公里,，而根據(jù)隧道風道建設的標準,，每1.8公里就應該修建一個風道，這就意味著,，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。

　　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道——地鐵2號線的隧道剛好從大兔嶼下通過。根據(jù)設計方案,，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,，施工難度大,，風險高，且大兔嶼為孤島,，無進出通道,。為了解決這些問題，施工單位將搭設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;嚴格控制把控豎井施工的精度與進度,，同時加強地面及圍護結(jié)構(gòu)監(jiān)測等措施來應對風險。

　　(廈門日報 記者 卓悅佳 王協(xié)云)