地铁隧道是怎样一点点挖出来的？

制图/梁栋材

　　27日，记者查阅资料获悉，从2003年开始，国内像上海、南京、苏州、杭州等地的地铁施工中，都是采用盾构机施工法。例如，宁波轨道交通建设时曾引进了1台日本产的土压平衡盾构机，长8.68米，价格为3500万元，再加上其余的配套设施，设备投入达4000万元左右。

　　地铁隧道施工，对地面有影响吗？

　　宁波轨道交通建设盾构工区经理孙伟接受当地媒体记者采访时曾说：“盾构机掘进施工，有一个好处就是安全，对周边影响小。盾构机在十几米深的地下运作挖土时，地面上甚至感觉不到一丝震动，当然也不会听到噪声。”

　　据了解，挖隧道首先要做一个工作井，然后把盾构机放下去后开始挖洞。

　　说到盾构机的工作原理，我们可先把盾构机想象成一个圆柱体，需要开挖的也是一个圆形的隧道。

　　这个圆柱体的脑袋上，有一个刀盘，刀盘上是200多把刀，旋转着切削泥土。同时，切削下来的泥土则通过刀盘上的孔，被吸入圆柱体内，通过一个传送带自动运送到后方的运泥车上。

　　另外，这个圆柱体有坚硬的外壳（壳体即护盾），外壳对挖掘出的还未衬砌的隧洞可以起到临时支撑的作用，承受周围土层压力、地下水压，有时还能把地下水挡在外面，防止渗透到隧道里。

　　这个圆柱体后部还有两个机械手抓住传输带传过来的钢筋混凝土管片，放置到被开掘出来的隧洞内壁，防止发生塌方。

　　这个圆柱体的尾部，有千斤顶，一边顶住机械手拼接好的管片，一边顺势前进。

      十多米的地下开挖地铁隧道，安全吗？

　　据了解，在施工作业时，1台盾构机有多达数十名施工人员。

　　6至9个人随时关注地下和地表的各种参数数据。因为盾构机有一项搜集信息功能，像土层压力、渗水、变形等各种数据能够随时反映到电子屏幕上。施工安不安全，看看屏幕就知道了。

　　为了防止土层塌陷，盾构机施工法中，有一道注浆工序，在切削掉泥土和安装管片环的空隙，通过“秘方配比”而成的注浆，不但能够防止地基沉陷，还能防止水的渗入。等到将来地铁隧道完工，就能看到一个光滑的圆形地铁隧道，内部由拼装成环形的钢筋混凝土管片支撑。

　　一个管片环，由6片管片组成，5片大，一片小，每片厚度为1.2米。管片生产的每一道工序都很严格。每片管片，抗压强度达到50兆帕，相当于每平方毫米的管片能够承受5公斤的重压。也就是说，每平方毫米地铁隧道内壁，能承受5公斤重压。同时，它也能承受7到8级的地震。

　　盾构机问世近180年，日德技术最领先

　　据了解，地铁的建造方法有明挖（从地面挖开，建好盖土）、暗挖（地下施工）、盾构三种方式。而盾构施工技术是世界上隧道施工方法中最先进的施工技术之一，可在粘、砂、砾石、岩石等不同的地层中施工，对各种地层的适应能力极强。

　　盾构机问世至今已有近180年的历史，其始于英国，发展于日本、德国。国外主要生产厂家有日本三菱重工、川崎重工、日立造船、德国海伦克内希特公司等。

　　盾构机尤其是土压平衡式和泥水式盾构机，在日本由于经济的快速发展及实际工程的需要发展很快。

　　德国的盾构机技术也有独到之处，尤其是在地下施工过程中，保证密封的同时在高达0.3MPa气压的情况下更换刀盘上的刀具，从而提高盾构机的一次掘进长度。德国还开发了在密封条件下，从大直径刀盘内侧常压空间内更换被磨损的刀具。