盾構(gòu)法施工全視頻(盾構(gòu)法動(dòng)畫(huà)演示)

盾構(gòu)機(jī)是一條“鐵牙、青銅牙”的“機(jī)甲龍”。它的長(zhǎng)度可達(dá)數(shù)百至數(shù)百米，“重量”可達(dá)數(shù)百至數(shù)千噸。每月可挖掘隧道約300米。這是一項(xiàng)跨越山川的大型工程。胡亥的“法寶”。10多年前，中國(guó)盾構(gòu)機(jī)市場(chǎng)仍以進(jìn)口產(chǎn)品為主?！皣?guó)外盾構(gòu)機(jī)”每臺(tái)往往價(jià)值數(shù)億元。遇到“囂張”的賣(mài)家，國(guó)內(nèi)買(mǎi)家往往會(huì)花很多錢(qián)。發(fā)貨、使用、售后服務(wù)也要看賣(mài)家的“面子”。

難道盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)無(wú)法擺脫進(jìn)口依賴(lài)？有些中國(guó)人不相信這個(gè)“邪”！十多年來(lái)，中鐵重工、中鐵裝備等企業(yè)聯(lián)合科研機(jī)構(gòu)不斷攻關(guān)，在盾構(gòu)機(jī)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了翻身仗。如今，中國(guó)制造的盾構(gòu)機(jī)占據(jù)了國(guó)內(nèi)90%左右的市場(chǎng)、全球60%左右的市場(chǎng)，一舉改變了世界盾構(gòu)機(jī)市場(chǎng)，涌現(xiàn)出不少“盾構(gòu)大師”。

中鐵第五工程局電城通信公司盾構(gòu)施工研究所副所長(zhǎng)李吉是一位“盾構(gòu)掘進(jìn)大師”。李季，35歲，中等身材，氣質(zhì)優(yōu)雅。13年來(lái)，他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)用盾構(gòu)機(jī)以毫米級(jí)精度從地面鉆巖挖土，途經(jīng)長(zhǎng)沙橘子島、南京秦淮河古建筑、沉陽(yáng)青年街?！蔀榈叵驴臻g開(kāi)發(fā)的“先鋒”。

害怕

李吉和他的同事們大部分時(shí)間都在各種盾構(gòu)機(jī)內(nèi)外奔走，檢查關(guān)鍵部件，討論刀盤(pán)選型和配置，極其忙碌的機(jī)器建造和維護(hù)。

工作之余，李季不僅照顧徒弟，還教導(dǎo)學(xué)生。在與貴州鐵道技師學(xué)院實(shí)習(xí)生交流時(shí)，他說(shuō)：“要把課本上學(xué)到的知識(shí)與實(shí)際結(jié)合起來(lái)，把圖紙與實(shí)物進(jìn)行對(duì)比，這樣才能更好地操作?！?/p>

從實(shí)習(xí)生焦急的表情中，李吉看到了13年前的自己。

2009年7月，李吉畢業(yè)于成都理工大學(xué)控制、測(cè)量技術(shù)與儀器專(zhuān)業(yè)，獲學(xué)士學(xué)位，加入中鐵第五工程局，分配從事盾構(gòu)隧道施工。

在沉陽(yáng)地鐵2號(hào)線盾構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)，李吉第一次看到盾構(gòu)機(jī)時(shí)感到有些害怕。

“盾機(jī)好強(qiáng)大??！”李吉說(shuō)道。那一刻，他的大腦一片空白。盾構(gòu)機(jī)集光、機(jī)、電、流體、傳感、信息技術(shù)于一體。它需要掌握的知識(shí)極其復(fù)雜。你在學(xué)校學(xué)到的東西還不夠！

在長(zhǎng)沙軌道交通2號(hào)線西延線盾構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)，記者順著長(zhǎng)長(zhǎng)的鐵質(zhì)自動(dòng)扶梯深入地下施工現(xiàn)場(chǎng)。到處都有安全警示標(biāo)語(yǔ)和標(biāo)志。嚴(yán)禁吸煙等行為，但盾構(gòu)掘進(jìn)操作人員在工作人員區(qū)域內(nèi)允許嚼口香糖等咀嚼零食。中鐵第五工程局機(jī)電城通公司副總經(jīng)理陳世軍表示，此舉是為了緩解操作人員的緊張、疲勞和焦慮。

液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)，盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)。切割下來(lái)的石塊和泥土填滿(mǎn)渣倉(cāng)，通過(guò)螺旋輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)、渣倉(cāng)、小火車(chē)、豎井……運(yùn)到地面，這一切，都會(huì)因?yàn)楦鞣N復(fù)雜的因素而變得充滿(mǎn)變數(shù)：地層軟硬差異、地層節(jié)理裂隙情況、地下水位高低、地面重要建筑物、盾構(gòu)機(jī)本身的狀況和故障等，至少會(huì)影響施工速度，最壞的情況下會(huì)造成安全風(fēng)險(xiǎn)。

李吉直言，每時(shí)每刻，當(dāng)所有“盾構(gòu)隧道人”刷卡進(jìn)入隧道施工通道、深入地下、步入盾構(gòu)隧道作業(yè)崗位時(shí)，他們的責(zé)任就比泰山還重。如果稍有失誤，后果不堪設(shè)想。在我職業(yè)生涯的初期，我的恐懼一度讓我“不敢推，不敢動(dòng)”。

敬畏

在世界工程機(jī)械領(lǐng)域，盾構(gòu)機(jī)是大型、“精致”、動(dòng)力強(qiáng)勁、“精致”的高度復(fù)雜裝備。價(jià)格昂貴，但使用壽命不長(zhǎng)（通常在地下挖掘10公里至15公里左右后需要更換）。隧道工程的成效和隧道工程的質(zhì)量與第一工地“盾構(gòu)掘進(jìn)工”的水平密切相關(guān)。

李吉說(shuō)，在他職業(yè)生涯初期，盾構(gòu)掘進(jìn)設(shè)備主要依靠進(jìn)口。如果出現(xiàn)重大故障，必須聘請(qǐng)外國(guó)專(zhuān)家進(jìn)行修復(fù)。“從‘外國(guó)專(zhuān)家’離開(kāi)海外辦事處的那一刻開(kāi)始計(jì)費(fèi)，每小時(shí)幾千美元。維修等售后服務(wù)，還得計(jì)算時(shí)差、看日歷?！薄⑿畔?，了解外籍人員的假期情況，安排好作息時(shí)間，避開(kāi)他們的休息時(shí)間?！?/p>

懷著“懂”TBM和技術(shù)獨(dú)立的愿望，李吉潛心勤奮學(xué)習(xí)、實(shí)際操作。

白天，他跟著師傅熟悉設(shè)備，摸索操作，仔細(xì)對(duì)照?qǐng)D紙，了解盾構(gòu)機(jī)的結(jié)構(gòu)和部件。晚上，我看字典里的外文說(shuō)明，查資料，看圖紙，加深印象。地下盾構(gòu)施工現(xiàn)場(chǎng)潮濕、炎熱、黑暗、枯燥、嘈雜，但李吉卻樂(lè)在其中，經(jīng)常加班。

“我的書(shū)桌和床頭基本上都堆滿(mǎn)了圖紙。我經(jīng)常熬夜，抱著圖紙入睡，開(kāi)始新一天的工作。”李吉說(shuō)，盾構(gòu)機(jī)的主要功能是挖掘土石方，因此他自學(xué)并學(xué)習(xí)了土木工程技術(shù)和巖石知識(shí)。

深夜的技術(shù)室里，同事們總能看到李吉在核對(duì)圖紙和資料。

經(jīng)過(guò)一年的實(shí)習(xí)，李吉寫(xiě)下了十幾本厚厚的工作筆記。又一年過(guò)去了，他的應(yīng)用能力、洞察能力、操作能力都有了明顯的提升，現(xiàn)在已經(jīng)能“上手”操作盾構(gòu)機(jī)、排查故障了。

控制

作為一名“盾牌建造者”，李寄生逢其時(shí)。一大批基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目上馬，他得以南遷參與一系列大型項(xiàng)目的建設(shè)。從大連地鐵、鄭州地鐵、南京地鐵到長(zhǎng)沙地鐵，他迅速成長(zhǎng)為企業(yè)的骨干力量。

“工作13年里，壓力最大的時(shí)期是2011年的大連地鐵項(xiàng)目。”李吉回憶，這是他第一次獨(dú)立操作TBM，“壓力很大”。

但這個(gè)初出茅廬的重慶小子的表現(xiàn)給同事們留下了深刻的印象，初步奠定了他在盾構(gòu)機(jī)行業(yè)的“地位”。

大連地鐵103標(biāo)準(zhǔn)盾構(gòu)施工任務(wù)艱巨。盾構(gòu)機(jī)不僅要穿越復(fù)雜地層，還要穿透地面主干道和高層建筑。

“小心，小心，頭頂上是繁華的街道，容不得任何閃失?！崩罴嬲]自己。

盾構(gòu)隧道穿越西安路旁長(zhǎng)隆大廈時(shí)，隧道段上部全為風(fēng)化巖，下部為硬巖。需要空倉(cāng)排水才能推進(jìn)。一旦排水處理不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致建筑物沉降。李吉認(rèn)真研究施工工藝，及時(shí)調(diào)整開(kāi)挖參數(shù)，確保盾構(gòu)機(jī)開(kāi)挖姿態(tài)穩(wěn)定，最終安全順利通過(guò)。

陳世軍記得，有一次，“韶山二號(hào)”的螺旋輸送機(jī)在檢修時(shí)遭遇了進(jìn)水的危險(xiǎn)。維修人員見(jiàn)狀紛紛撤退。李吉帶頭跳入水中修復(fù)和保護(hù)設(shè)備?！八晃菲D險(xiǎn)、勇往直前的精神給我們留下了深刻的印象?！?/p>

關(guān)閉

13年來(lái)，李吉多次高質(zhì)量完成盾構(gòu)機(jī)拆裝、維修和調(diào)試，累計(jì)完成盾構(gòu)隧道米。豐富的操作實(shí)踐，讓盾構(gòu)機(jī)逐漸成為李吉能運(yùn)用自如的工具。他對(duì)TBM的情感也從“恐懼”、“敬畏”轉(zhuǎn)變?yōu)椤翱刂啤?、“親密”。

盾構(gòu)機(jī)關(guān)鍵部件技術(shù)難點(diǎn)不斷攻克，國(guó)產(chǎn)超大直徑盾構(gòu)機(jī)不斷問(wèn)世，技術(shù)加速更新……國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)的發(fā)展不斷為李克強(qiáng)創(chuàng)造新機(jī)遇。季先生和他的同行們，也提出了更高的要求。

“設(shè)備越來(lái)越先進(jìn)，城市地下空間開(kāi)發(fā)工程越來(lái)越復(fù)雜，地鐵盾構(gòu)施工要解決一個(gè)又一個(gè)問(wèn)題，只有不斷學(xué)習(xí)才能適應(yīng)?！崩罴f(shuō)。

在南京地鐵3號(hào)線上，為保障秦淮河古建筑和繁華街道下盾構(gòu)隧道的安全施工，李吉?jiǎng)?chuàng)新性地采用了鋼箱凍結(jié)起爆技術(shù)，填補(bǔ)了技術(shù)空白。

長(zhǎng)沙地鐵3號(hào)線，盾構(gòu)機(jī)為了多次穿越湖泊、溶洞，克服巨石、淤泥地層、風(fēng)化巖等軟硬不均勻地層，需要在常壓和帶壓下多次換刀。李吉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)論證技術(shù)方案，大膽創(chuàng)新施工工藝，多次實(shí)現(xiàn)施工突破。

防跳枕、高性能膨潤(rùn)土泥膜生產(chǎn)設(shè)備、帶強(qiáng)制脫軌制動(dòng)裝置的電瓶車(chē)、盾構(gòu)施工裝渣裝置……李吉積極組織開(kāi)展盾構(gòu)施工科研攻關(guān)，先后獲得國(guó)家專(zhuān)利證書(shū)。17項(xiàng)。

隨著時(shí)間的推移，我國(guó)盾構(gòu)機(jī)超期服役問(wèn)題日益突出。維護(hù)、清洗、固化、調(diào)整、潤(rùn)滑、防腐……舊設(shè)備的維修保養(yǎng)面臨一系列新的挑戰(zhàn)：調(diào)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題，需要重新拆卸；無(wú)法直接模擬盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)過(guò)程中關(guān)鍵部件的實(shí)際工況，導(dǎo)致維護(hù)質(zhì)量無(wú)法檢查。一旦出現(xiàn)損壞或修復(fù)不合格，將耗費(fèi)大量的人力、物力、時(shí)間，嚴(yán)重影響施工效率；重復(fù)吊裝和維護(hù)質(zhì)量無(wú)法檢驗(yàn)，導(dǎo)致時(shí)間成本、人工成本和安全風(fēng)險(xiǎn)急劇增加……

李吉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)攻關(guān)，研發(fā)的創(chuàng)新技術(shù)“基于PLC的盾構(gòu)關(guān)鍵部位檢測(cè)裝置”已日趨成熟，現(xiàn)已獲得國(guó)家專(zhuān)利。未來(lái)有望解決上述問(wèn)題，縮短盾構(gòu)設(shè)備的維護(hù)時(shí)間，降低維護(hù)成本。

自加入盾構(gòu)掘進(jìn)行業(yè)以來(lái)，李吉曾榮獲全國(guó)首屆“盾構(gòu)掘進(jìn)工匠”等榮譽(yù)。2019年，國(guó)家級(jí)李濟(jì)技能大師工作室成立。如今，工作室正在積極探索校企合作、產(chǎn)教融合的教學(xué)模式。

近年來(lái)，李吉帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)為公司培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的技術(shù)人員?！拔覍?duì)學(xué)徒最常見(jiàn)的要求就是勤思考、多問(wèn)問(wèn)題。這是我從‘門(mén)外漢’成長(zhǎng)為‘盾牌建造者’的關(guān)鍵‘秘訣’?！崩罴f(shuō)道。（記者蘇曉舟、譚暢）