11月16日上午10時16分，鄭州市地鐵建設(shè)史上又一個值得銘記的時刻——七里河站的盾構(gòu)機“鄭州一號”正式開始運轉(zhuǎn)，這標志著鄭州地鐵一號線一期工程從地面工程和站點建設(shè)階段，進入隧道施工階段（如圖）。
從盾構(gòu)機的下線、運輸、安裝、調(diào)試到正式投入使用，鄭州地鐵等待了近3個月的時間。昨日，記者親眼見到了盾構(gòu)機的威力，也全面了解了它是如何進行隧道施工的。
盾構(gòu)機怎么工作？每天掘進9米
百米替換一次
昨日（16日）上午10時16分，鄭州地鐵一號線一期工程首臺盾構(gòu)機始發(fā)儀式在七里河站舉行。鞭炮聲中，第一片盾構(gòu)管片被龍門吊吊起，向位于地下的螺旋輸送機尾部運去，到了指定位置，緩緩下降，再通過傳送裝置運送到被鉆出的隧道內(nèi)，然后進行吊裝，并進行防水嵌縫處理。每掘進一兩米，就會在掘進的巷道內(nèi)安裝盾構(gòu)片。這種盾構(gòu)片是提前生產(chǎn)的，整齊地碼放在地面上，它寬約1.5米，每6片能組成一個圓形，6片咬合就形成了一個支撐體，這些盾構(gòu)片前后相連，構(gòu)成了一個完整的隧道。
記者看到，經(jīng)過1個多小時的掘進，“鄭州一號”的刀盤部分進入泥土中。機身與始發(fā)前相比前移了不到半米。根據(jù)技術(shù)參數(shù)預(yù)測，“鄭州一號”每天能掘進9米。
“兩臺新制盾構(gòu)機將同向施工開挖兩條隧道，隧道之間相距約6米。出于安全方面的考慮，它們將交替前進，即一臺工作時，另一臺停止，每掘進100米替換一次?！钡罔F一號線試驗段04合同段區(qū)間項目總工魏新良介紹，需要兩臺“土撥鼠”挖掘的區(qū)間隧道工程，北起金水路農(nóng)業(yè)東路路口，南至107國道商鼎路路口，含農(nóng)業(yè)東路站－七里河站－新鄭州站站兩個區(qū)間，隧道總長4164米。
兩臺盾構(gòu)機首先從七里河站向農(nóng)業(yè)東路站掘進，其中“鄭州一號”的掘進距離為1012米，預(yù)計明年3月份施工完成，“鄭州二號”今年12月份開挖，掘進距離為1033米，預(yù)計明年4月份完工。
隨后，兩臺盾構(gòu)機將掉頭重新從七里河站出發(fā)，向新鄭州站站方向掘進。
在地下會不會“迷路”？測量導(dǎo)航幫助轉(zhuǎn)彎
及時調(diào)試、誤差很小
在漆黑的地下，盾構(gòu)機如何工作？據(jù)記者了解，其必須按照事先設(shè)計好的線路前進， 在七里河站的施工圖和一號線一期工程的走向示意圖上，可以清楚地看到，農(nóng)業(yè)東路站－七里河站的線形為弧線，多處為小半徑曲線，最小半徑為340米。盾構(gòu)機怎么轉(zhuǎn)彎，把這些弧線鉆出來呢？
在盾構(gòu)機中部靠后的地方，記者看到了一座小房子，房間雖然狹窄，但空調(diào)、座椅、操作臺，一樣設(shè)施都不少，最顯眼的就是豎排紅紅綠綠的按鈕和兩個電子顯示屏。通過控制臺上的顯示屏可以清楚地看到盾構(gòu)機掘進和排土的情況。如果地質(zhì)情況變化，盾構(gòu)機前方的探頭也能夠很快傳回數(shù)據(jù)，提醒控制人員及時進行調(diào)試，所以一般來說誤差很小。它的導(dǎo)航系統(tǒng)由標靶、全站儀、PLC和計算機集成，依靠對軸線的測量為盾構(gòu)導(dǎo)航。遇到線路彎曲的地方，分成3節(jié)的盾構(gòu)能夠按照一定的曲度進行姿態(tài)的調(diào)整，完成轉(zhuǎn)彎挖掘。
盾構(gòu)機操作人員蘇曉杰介紹說，盾構(gòu)機的關(guān)鍵部分就是刀盤和推進系統(tǒng)，刀盤上有16組油壓系統(tǒng)，它們將整個圓形刀盤分為4個油壓區(qū)并分別控制上面的刀片伸縮。根據(jù)油壓設(shè)計，刀盤上的4個油壓區(qū)的刀片長度相同，掘進時就是完全向前。如果一個油壓區(qū)刀盤有變換，伸縮長度有1厘米的差距，就將控制盾構(gòu)的向上、下、左、右轉(zhuǎn)向。整個盾構(gòu)的完全轉(zhuǎn)彎半徑為340米，因此在對地鐵隧道的盾構(gòu)施工中，每個小小的線路角度施工，都要對油壓的控制進行精確計算。
事實上，盾構(gòu)機并不像人們想像的那樣，僅僅作為一種鉆洞工具那么簡單。它的全名叫盾構(gòu)隧道掘進機，是一種隧道掘進的專用工程機械，現(xiàn)代盾構(gòu)掘進機采用了類似機器人的技術(shù)，如控制、遙控、傳感、導(dǎo)向、測量、探測、通訊技術(shù)等。集光、機、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，除了具有開挖切削土體、拼裝隧道襯砌等功能外，還具有測量導(dǎo)向糾偏等功能，涉及地質(zhì)、土木、機械、力學(xué)、液壓、電氣、控制、測量等多門學(xué)科技術(shù)。
對周圍環(huán)境有無影響？對周邊的環(huán)境幾乎沒有影響
可以讓大家放心的是，盾構(gòu)機施工對周邊的環(huán)境幾乎沒有影響。
在“鄭州一號”的掘進現(xiàn)場，由于施工地點在地面以下10多米，因此站在地面上，感覺不到任何噪音和振動。
雖然盾構(gòu)施工具有不影響地面交通、對周圍建（構(gòu)）筑物影響較小、適應(yīng)軟弱地質(zhì)條件、施工速度快等優(yōu)點，在地鐵工程中得到廣泛應(yīng)用，但盾構(gòu)機推進不可避免地會對周圍土層產(chǎn)生擾動，從而引起地面沉降（或隆起）。為確保周圍建筑物和已建地鐵等的環(huán)境土工安全，必須嚴格控制地層變形量，施工方在施工前，已經(jīng)對盾構(gòu)機施工對地層沉降的影響機理進行了計算與預(yù)測，并采取了相應(yīng)的控制措施，確保萬無一失。
同時，據(jù)記者了解，這兩臺盾構(gòu)機都是根據(jù)鄭州的地質(zhì)情況“量身打造”的，可根據(jù)不同的土質(zhì)采取不同的技術(shù)操作。
［數(shù)據(jù)］
地鐵施工分“幾步走”
下挖深度超過20米
鄭州地鐵按照先建站點，后挖隧道的方式建設(shè)。
第一步，在站點區(qū)域的施工面下鉆，如黃河?xùn)|路站僅下鉆位就要300多個，每個鉆位距地面30米；第二步，在鉆孔里下鋼筋籠和混凝土，對施工面地質(zhì)進行固定；第三步，對站點進行開挖。按照設(shè)計，地鐵鐵軌距地面約17米，下挖深度將大大超過20米，在開挖的站點區(qū)域，建設(shè)站點主體架構(gòu)和基礎(chǔ)設(shè)施；第四步：在站點建成后，盾構(gòu)機開始工作，從施工標段下鉆，按照工程設(shè)計開挖隧道；第五步：待盾構(gòu)機將區(qū)間站點之間的隧道挖通，然后開始進行剩余的基礎(chǔ)工程建設(shè)；第六步：進行地鐵鋪軌工程；第七步：全線通車；第八步：投入試運營和正式運營。
一號線還需10余臺盾構(gòu)機
每臺造價4000萬元左右
盾構(gòu)機不僅造價昂貴，同時也是一種高投入、高損耗的設(shè)備。據(jù)鄭州市軌道公司有關(guān)人員粗略統(tǒng)計，在鄭州地鐵建設(shè)需要的1000億元的支出中，僅盾構(gòu)設(shè)備一項，就要30億元。
今年8月16日，首臺由我省企業(yè)生產(chǎn)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的盾構(gòu)機在新鄉(xiāng)盾構(gòu)產(chǎn)業(yè)化基地下線，這臺為鄭州地鐵量身定做的盾構(gòu)機將用于中原東路站至紫荊山站區(qū)間隧道工程施工。加上“上海聲場”的“鄭州一號”和“鄭州二號”，現(xiàn)在地鐵一號線一共擁有3臺盾構(gòu)機。但這還遠遠不夠。據(jù)了解，鄭州地鐵建設(shè)僅一號線就需要14臺盾構(gòu)機，每臺造價4000萬元左右，使用壽命是7～10千米。
［進展］
地鐵一號線一期
20個站點已開工了13個
今年9月份，鄭州市軌道公司通報地鐵進展情況時，一號線一期工程正式開工的站點只有六個，短短兩個月，正式開工的站點已達到了13個。
據(jù)了解，鄭州市軌道交通一號線一期工程共設(shè)站20個，分別為凱旋路站、西三環(huán)站、秦嶺路站、桐柏路站、碧沙崗站、鄭州大學(xué)站、中原東路站、鄭州火車站站、二七廣場站、市體育館站、紫荊山站、東明路站、民航路站、會展中心站、黃河?xùn)|路站、農(nóng)業(yè)東路站、七里河站、綜合樞紐站、博學(xué)路站、體育中心站。截至昨日，已開工站點共13個，分別是凱旋路站、西三環(huán)站、秦嶺路站、桐柏路站、鄭州大學(xué)站、鄭州火車站站、市體育館站、黃河?xùn)|路站、農(nóng)業(yè)東路站、七里河站、綜合樞紐站、博學(xué)路站、體育中心站。
地鐵二號線一期
70億元債務(wù)資金全部落實
地鐵一號線一期工程正在緊鑼密鼓地進行中，二號線一期工程也在緊張地進行前期運作。記者昨日從鄭州市軌道交通公司獲悉，二號線一期工程70億元債務(wù)資金全部落實，為其開建提供了有力的資金保障。
昨日上午，鄭州市軌道交通公司與中國農(nóng)業(yè)銀行河南省分行等三家銀行舉行了軌道交通二號線一期工程銀行貸款簽約儀式。儀式上，軌道公司分別與中國農(nóng)業(yè)銀行河南省分行、中國建設(shè)銀行河南省分行、交通銀行河南省分行分別簽署了共計29億元的銀行貸款協(xié)議。貸款期限最長為30年，貸款利率執(zhí)行國內(nèi)同期貸款最優(yōu)惠利率。
據(jù)了解，二號線一期工程共投資100.03億元，除去銀行貸款外，其余為政府投資。
