隧道“貪吃蛇”

胡琦

“齊魯1號”矩形頂管機刀盤寬6.9米，高4.2米，始發后將自南向北下穿經十路，預計用一個月的時間、掘進64.5米后最終抵達大楊站。

盾構機、頂管機外形相似，二者是“親戚”關系，同屬于以非開挖方式進行隧道掘進的機械設備。不同的是頂管機頂推裝置固定在始發井處，始發井口的頂推油缸通過推著管節尾部，均勻向前傳遞力量，使整個隧道管節跟隨盾體同步向前移動，顧名思義就是“頂著管節前進”。

這樣的操作像極了游戲“貪吃蛇”——頂管機的刀盤和盾體部分好比“頭部”，在其之后 “加掛”預制好的管節，在千斤頂的推進下整體進入土體，然后再“加掛”新的一節，周而復始，待最后一節被推入土體，整條隧道也就隨之成型了。

對隧道施工有了解的人應該知道，常見的隧道掘進設備斷面大都是圓形的，這樣最符合隧道施工的要求，且最有利于相關機械的制造。而像濟南地鐵這臺矩形斷面的頂管機，則可以稱得上是十足的“另類”了。

在如今的隧道施工中，盾構機是最為常見的工程機械，廣泛應用于城市軌道交通區間隧道的建設，但對于鬧市區下穿隧道或是地鐵車站出入口等較小型隧道的施工，盾構機就顯得比較笨重、不實用了。這種情況下，適應短距離、淺覆土、狹窄空間這種施工條件的矩形頂管機便派出了用場。

矩形頂管機高度適應工程特點，斷面利用率大、對地面擾動小、施工效率高，且安全環保，提升隧道空間利用率高達20%，一次掘進形成的隧道就是我們“想要的樣子”。

中鐵十四局承建的這段頂管隧道，是濟南軌道交通1號線大楊站的D出入口，位于經十路正下方，“齊魯1號”自南向北穿越，相當于是“過了個馬路”。

雖然只有區區64.5米，但這次掘進也并非易事。從地下看，施工區域上部埋有高壓電、燃氣、給水等眾多大直徑管線，任何一根管線受損都會帶來不可估量的后果，其中一條距離隧道拱頂僅有2米之隔。從地面看，經十路是濟南東西主要交通路線，車流量極大，社會各界關注度高，而施工區域是去往京滬高鐵濟南西站的必經之路，有任何影響因素都將造成局部大范圍擁堵。除此之外，工程地處濟西水源地，地下水含量豐富且為承壓水，存在涌水涌泥的風險。

施工難度和風險極大，對矩形頂管機掘進提出了較高要求。面對首次進行的矩形頂管施工，項目部多加研討，制定了切實可行的方案。不僅在頂管施工期間24小時監測地表沉降，而且在頂推過程中向土層施注優化配比的高分子特制泥漿，還對于期間可能出現的情況充分考慮，制定應急預案，確保頂管施工“首戰必勝”。

作為國內地下工程領域的龍頭企業，中鐵十四局隧道公司參與了近40個城市的軌道交通建設，掌握了一大批擁有自主知識產權的核心技術，攻克了各種建設難題。而從盾構機到頂管機，從單一的圓形到多樣的矩形，隨著各類隧道工程的差異化需求越來越多，建設條件越來越復雜，該公司正在掌握更多的新設備、新工法、新技術。