用于地铁2号线掘进的“牡丹19号”“牡丹20号”两台盾构机相继抵达洛河南岸，已进行刀具更换和检修，记者为您探秘。
备受瞩目的地铁2号线下穿洛河作业，日前传来最新进展：负责掘进的“牡丹19号”“牡丹20号”两台盾构机已经相继抵达洛河南侧的风井。在这个风井内，两台盾构机将进行检修和刀具更换等养护作业，随后继续上路，力争两台盾构机都能一次性顺利完成下穿洛河作业任务。
作为全省市政建设领域首次使用的泥水平衡盾构机，“牡丹19号”“牡丹20号”两台盾构机前期掘进情况如何，在正式下穿洛河前又将进行哪些准备工作？如何力保盾构机一次性完成下穿洛河作业？记者为您探秘。
边掘进边摸索，两台盾构机效率不断提升
今年3月，“牡丹19号”盾构机在地铁2号线文博广场站始发。一个月后，“牡丹20号”也从该站下井，尾随“牡丹19号”向九都西路站方向前进。
与我市地铁建设此前使用的土压平衡盾构机不同，这两台盾构机都是泥水平衡盾构机。泥水平衡盾构机在推进时，旋转刀盘切削下来的渣土经搅拌装置打碎后悬浮于高浓度泥水里。这些泥水通过流体输送方式被输送到地面泥水分离系统，再经过一系列专业操作过程，实现循环利用。
由于“牡丹19号”“牡丹20号”承担的是首次下穿洛河的掘进重任，工程技术人员对该盾构机的刀盘等进行了相应改良。技术人员在建造之初，就为它们安装了抗磨损的“铁齿铜牙”——刀盘大圆环全部采用两环耐磨合金；同时，在该盾构机刀盘背部增加了格栅，限制进入刀盘内部卵石粒径，达到减少刀具异常损坏的目的；此外，还在刮刀上内置了油压式磨损检测装置，实现对面板磨损、刮刀磨损的实时监测。
据介绍，“牡丹19号”“牡丹20号”始发后，在前期长达7个多月的掘进中，施工单位按照“边掘进边摸索”的原则，针对该区间卵石地层的特性对设备进行几次适应性改造，并对整套泥浆循环系统进行了不断优化，先后克服了大粒径卵石滞排现象、大渗透系数地层保压困难等问题。
两台盾构机的掘进效率也从始发初期的每天不到1环，提高至目前平均每天5环，盾构掘进的各项参数已基本达到始发前预期目标，地表沉降值已控制和稳定在1厘米以内。
目前，这两台盾构机已先后完成约600米的掘进里程，抵达位于洛河南侧的区间风井。在这里，两台盾构机先后进行了针对穿越洛河的全面检修保养，为下一步穿越洛河做最后准备。
短暂停工优化，风井内进行“模拟穿河”
该风井长20米，宽近24米，开挖深度33米，为目前洛阳地区最深的基坑。
“区间风井承担着盾构穿越洛河前检修点的作用，以及远期区间运营后防灾减灾的作用。”施工单位中铁隧道局项目部党工委书记李卫东介绍，由于风井距离洛河近，地下水位高，盾构穿越风井和检修期间极易发生涌水涌砂、地层坍塌等风险。因此怎样顺利穿越区间风井并在区间风井内安全的进行检查和维修，是“牡丹19号”“牡丹20号”两台盾构机在穿越洛河前所需克服的最大困难。
负责盾构施工的中铁隧道局技术人员介绍，地铁2号线文博广场站至九都西路站区间施工的主要难点是，盾构机将长距离在全断面卵石层的复杂环境中作业，对刀具磨损会增加，可能造成掘进滞排。同时，能否保持穿河过程中的密封和施工作业面水压力平衡，是另一个关键所在。
针对这两项风险，施工单位在盾构抵达风井前，已经对风井结构进行砂浆回填，并向风井内灌水，使风井内水面高度略高于风井外地下水位高度，保证风井内外水压力平衡，可以有效减少盾构在穿越风井期间发生涌水涌砂的概率。
“风井内回填的砂浆体具有一定强度，还可以确保两台盾构机在风井内部进行的检修作业安全。”李卫东介绍，按照计划，风井周边水压等各项数据已经与洛河河底的数据进行了对比，因此“牡丹19号”“牡丹20号”穿越风井实际上是对穿越洛河前的一次“模拟穿河”作业，相关数据进行比对后，将对下一步穿越洛河提供科学指导。
换刀具控沉降，蓄势待发穿洛河
根据地铁2号线施工方案，两台盾构机穿越洛河水面的长度为540米，同时需近距离侧穿牡丹桥。
如何确保盾构一次性穿河成功，同时减少对牡丹大桥的影响，是本次穿越洛河的关键，也是整个地铁2号线一期工程的控制性节点。
“一次性穿越洛河的关键在于确保在穿越期间刀盘、刀具的正常使用，减少磨损，避免在河底进行开仓换刀作业。”李卫东表示，施工单位对两台盾构机进行针对性检修、设备优化，对下步穿河作业拿出详细预案。
——针对刀盘刀具磨损问题，在风井内开仓检修期间，对发生磨损的刀具全部更换为全新的高硬度合金滚刀，对刀具的开口率和布局进行详细优化，使刀盘掘进的相关数据与刀盘刀具磨损监测装置互相配合，确保刀具刀盘能满足一次性穿越洛河要求。
——针对泥水平衡盾构机配套的采石箱易堵塞问题，结合前期掘进中的数据对采石箱网格结构进行优化，目前掘进中发生堵塞滞排现象的比例，已经从始发初期的一环近20次减少到一环3次左右，优化效果达到同类型地质先进水平，可满足下穿洛河期间的稳定要求。
——针对穿河作业可能造成的压力不均、密闭不严等问题，在盾构机循环泥浆系统中加入高分子化学材料、不同颗粒级配料，确保泥浆各项指标达到建立泥膜的要求，有效减少泥浆逃逸和损失，确保穿河压力稳定。
——为减少地表和河底沉降，针对砂卵石地层松散、水大等特点，施工单位将采用新型大稠度、不分散砂浆对下一步穿河掘进产生的建筑孔隙进行填充。
按照预定计划，经过短暂休息和优化的“牡丹19号”已重新启动，率先沿东侧隧洞开启穿越风井段的掘进任务；随后，预计12月上旬正式抵达洛河段，力争一次性顺利完成穿河。而“牡丹20号”将在本月下旬出发，比“牡丹19号”晚半个月左右，沿着西侧隧洞向洛河进发。
在这里，我们预祝“牡丹19号”“牡丹20号”这两台功勋盾构机一路顺利。（洛报融媒记者 李东慧 通讯员 马毓鋆 文/图/视频）
