隧道“贪吃蛇”

胡琦

“齐鲁1号”矩形顶管机刀盘宽6.9米，高4.2米，始发后将自南向北下穿经十路，预计用一个月的时间、掘进64.5米后最终抵达大杨站。

盾构机、顶管机外形相似，二者是“亲戚”关系，同属于以非开挖方式进行隧道掘进的机械设备。不同的是顶管机顶推装置固定在始发井处，始发井口的顶推油缸通过推着管节尾部，均匀向前传递力量，使整个隧道管节跟随盾体同步向前移动，顾名思义就是“顶着管节前进”。

这样的操作像极了游戏“贪吃蛇”——顶管机的刀盘和盾体部分好比“头部”，在其之后 “加挂”预制好的管节，在千斤顶的推进下整体进入土体，然后再“加挂”新的一节，周而复始，待最后一节被推入土体，整条隧道也就随之成型了。

对隧道施工有了解的人应该知道，常见的隧道掘进设备断面大都是圆形的，这样最符合隧道施工的要求，且最有利于相关机械的制造。而像济南地铁这台矩形断面的顶管机，则可以称得上是十足的“另类”了。

在如今的隧道施工中，盾构机是最为常见的工程机械，广泛应用于城市轨道交通区间隧道的建设，但对于闹市区下穿隧道或是地铁车站出入口等较小型隧道的施工，盾构机就显得比较笨重、不实用了。这种情况下，适应短距离、浅覆土、狭窄空间这种施工条件的矩形顶管机便派出了用场。

矩形顶管机高度适应工程特点，断面利用率大、对地面扰动小、施工效率高，且安全环保，提升隧道空间利用率高达20%，一次掘进形成的隧道就是我们“想要的样子”。

中铁十四局承建的这段顶管隧道，是济南轨道交通1号线大杨站的D出入口，位于经十路正下方，“齐鲁1号”自南向北穿越，相当于是“过了个马路”。

虽然只有区区64.5米，但这次掘进也并非易事。从地下看，施工区域上部埋有高压电、燃气、给水等众多大直径管线，任何一根管线受损都会带来不可估量的后果，其中一条距离隧道拱顶仅有2米之隔。从地面看，经十路是济南东西主要交通路线，车流量极大，社会各界关注度高，而施工区域是去往京沪高铁济南西站的必经之路，有任何影响因素都将造成局部大范围拥堵。除此之外，工程地处济西水源地，地下水含量丰富且为承压水，存在涌水涌泥的风险。

施工难度和风险极大，对矩形顶管机掘进提出了较高要求。面对首次进行的矩形顶管施工，项目部多加研讨，制定了切实可行的方案。不仅在顶管施工期间24小时监测地表沉降，而且在顶推过程中向土层施注优化配比的高分子特制泥浆，还对于期间可能出现的情况充分考虑，制定应急预案，确保顶管施工“首战必胜”。

作为国内地下工程领域的龙头企业，中铁十四局隧道公司参与了近40个城市的轨道交通建设，掌握了一大批拥有自主知识产权的核心技术，攻克了各种建设难题。而从盾构机到顶管机，从单一的圆形到多样的矩形，随着各类隧道工程的差异化需求越来越多，建设条件越来越复杂，该公司正在掌握更多的新设备、新工法、新技术。