地铁2号线将走海底隧道到海沧 海沧大道站已经开挖

【解密】

工程师巧妙应对

海底施工“拦路虎”

地质勘探的前期准备工作做完，接下来就该轮到用盾构机在海底挖隧道了，那么在海底又会碰上哪些难题，该如何解决呢？

1、海底地层可能会坍塌

破解:通过冷冻方法将土体变成冻土

与其他隧道一样，地铁隧道也需要建设联络通道，地铁运营期间特殊工况下（如列车阻塞、火灾等），人员可通过联络通道疏散至另外一条安全隧道。2号线的过海段左、右线隧道间设置了4座联络通道。其中1座位于海底中-微风化地层中，3座联络通道地处海底全强风化地层中，全强风化地层中联络通道常规开挖容易发生坍塌。要想工程安全施工，就需要在开挖前对地层进行加固处理。

厦门轨道交通集团邀请了盾构及掘进技术国家重点实验室开展“过海区间冻结法科学研究”，提出了海底冻结法，即通过冷冻方法将土体变成冻土，有效减少渗漏、涌水出现，这种做法在国内尚属首次，有效填补了国内海底联络通道冻结法施工技术的空白。“海水的冰点比淡水低，但不同含盐量的海水冰点又各不相同，在实际施工过程中，难度将会更大。”厦门轨道交通集团工程管理二部经理苏文德说，因此，在施工时，要随时监控土体的冷冻速度和厚度、冻土平均温度等等参数，以减少工程风险。

2、盾构机刀盘磨损需更换

破解:专业人员穿戴潜水设施,进入盾构机刀盘仓作业

盾构机掘进虽然速度快，安全性高，但是负责切削土体的刀盘不可避免地会出现磨损，使用一段时间后就需要进行更换。在陆地上，暂停盾构机来更换刀盘都是一件不容易的工程，更何况是在深入海底几十米的高压环境下更换刀盘:水下压力大、盾构机停机时间长可能导致地层坍塌、需要潜水作业等等。

轨道集团副总工程师徐超告诉记者，这个工程预计需要在海底更换刀盘约20次，要根据不同的水压，调整好盾构机刀盘仓压力，请专业人员穿戴潜水设施，乘坐高压仓，进入盾构机刀盘仓进行作业，为了确保安全，一般选择在地质稳定地段进行换刀，随时监控仓内压力。

3、两段隧道对接可能海水倒灌

破解:在矿山法隧道内先制作密封“盒子”，供盾构机安全进入

2号线的过海段将由盾构法和矿山法共同建设，但是当盾构机从一头的盾构法隧道掘进到另一头的矿山法隧道时，风险极大，一旦处理不当，就可能导致海水或者土体从两种工法隧道接缝处倒灌涌进隧道内，造成工程事故，那么如何保证不同工法建设的隧道在海底顺利对接呢？

工程师们想到了一个好办法。他们在对接处矿山法隧道内先制作密封“盒子”，然后盾构机安全进入“盒子”，再打开“盒子”，让盾构机进入到矿山法隧道口。

4、风道需穿过三十多米深海水

破解:在大兔屿上修建风道

地下隧道需要通风换气，确保隧道内的空气流通，因此需要修建风道。隧道内发生事故时，风道也可以用于逃生。修建风道对于陆地上的隧道而言并不是个复杂的事情，但是对于海底隧道却是个十足的难题:风道修几个？在什么地方修？怎么修？如何能保证安全？地铁2号线过海段的风道施工也面临着这些难题。

实际上，由于2号线的过海段长达2.7公里，而根据隧道风道建设的标准，每1.8公里就应该修建一个风道，这就意味着，过海段的风道必须修建在海面上，同时穿过三十多米深的海水，与隧道准确对接。

好在，这片海域并不是茫茫一片，工程师们将利用大兔屿修建风道——地铁2号线的隧道刚好从大兔屿下通过。根据设计方案，大兔屿上修建的风道竖井深度达32米，竖井完工后还需暗挖通道至过海隧道，临海施工，施工难度大，风险高，且大兔屿为孤岛，无进出通道。为了解决这些问题，施工单位将搭设450米的临时钢栈桥，解决岛上施工所需的机械设备和材料问题；严格控制把控竖井施工的精度与进度，同时加强地面及围护结构监测等措施来应对风险。