斗石记——福州地铁1号线施工纪实

东南网4月19日报道（福建日报记者 林侃)

要问福州地铁1号线施工中，什么骨头最难啃？

施工单位给出的答案一定是：石头——既有硬如钢铁的花岗岩，也包括难以勘探的孤石。

为破石而进，项目建设者想尽了办法：成立专门的换刀班组、将刀具维修工厂搬到施工现场、引入微动探测技术、采取地下爆破处理……

近日，记者走进福州地铁1号线施工现场，带您感受破石的艰辛。

硬碰硬，每掘进1.2米就得换滚刀

你能想象一台长80米、刀盘直径超过6米的复合式盾构机开足马力，一分钟只能向前掘进3-5毫米吗？

这样的情况，便发生在福州地铁1号线树兜站至屏山站隧道区间（简称“树屏区间”）。遇到的难题是硬岩。

中铁一局福州地铁1号线4标段项目部副经理郭凯告诉记者，树屏区间单线有1100多米，硬岩区就有近400米。“该路段硬岩属于中、微风化岩，最大强度达140兆帕，硬度堪比钢铁，这对盾构机而言是个大挑战。”

去年11月起，树屏区间的上下行两线陆续与硬岩较量。如今，下行线剩下100多米的硬骨头要啃，上行线还有310多米。

10日，在郭凯带领下，记者来到地下施工现场一探究竟。

未见盾构机真面貌，便闻机器轰鸣声震耳欲聋。行走在地下空间，越是接近盾构机，越是闷热难耐。施工人员说，这闷热，源自刀具与岩石摩擦以及盾构机超负荷运转所产生的热量。“要在夏天，这里便是个接近50摄氏度的大蒸笼。”

中午时分，当盾构机顺利掘进1环（1.2米）时，机器轰鸣戛然而止。检修时间到了。

工期如此紧张，为何要有这个流程？郭凯说，主要有两个原因。

其一，由于盾构机滚刀每天在硬碰硬中是“杀敌一千，自损八百”。“每掘进一环，就至少会损坏其中的一把滚刀。”经提醒，记者这才记起，先前随施工人员进到地下负一层时，沿路摆放着的便是数百把滚刀残骸。据初步统计，该项目段迄今已用坏300多把滚刀，而若在一个标准软土区间，更换量顶多是个位数。

其二，有些岩层上软下硬，刀具的磕碰磨损及偏磨较严重。“尤其在进入硬岩和脱离硬岩时，盾构机姿态较难控制，滚刀会被卡住或刀盘方向偏移导致蛇形推进，这时，就要停下来检查刀具，调整参数。”

绝无仅有，将刀具维修厂请到现场

更换滚刀，是由施工单位专门组建的“换刀班组”操作——每台盾构机每班次安排3人专职负责换刀。值得一提的是，为地铁施工专门组建换刀班组，在国内并不多见。

换刀时，只见工人们通过直径不足一米的入口爬进盾构机，到达刀盘背面。刀盘直径6米多，它与盾构机间的空间仅能容下两三人，操作困难。工人们只能用简单的倒链，将150公斤的滚刀牵引到盾构机外，人再爬上去换刀……

如此反复，检查并更换完一轮，要花两小时。

一番操作下来，几个工人早已浑身湿透。不过，他们说，当天工作还算顺利，“要遇到岩石卡住滚刀或滚刀磨损严重时，还得先用小型机械和人力敲打将岩石打碎，更费劲”。

换下的刀具怎么处理？

郭凯给记者算了笔账，一把单刃滚刀要2.6万元，一把双刃滚刀要5万元，直接更换显然成本太高。滚刀外部刀圈最易损，换掉刀圈，滚刀还能接着用。而维修一把单刃滚刀成本不到1.2万，一把双刃刀维修成本近3万元，每把滚刀可换3次刀圈。显然，维修后循环利用最经济。

以往的做法，是将磨损刀盘运到位于广州的修刀工厂维修，来回一趟要10天。这对每掘进一环就要换一把滚刀的树屏区间而言，不现实。

怎么办？经商议，施工单位决定，将在广州的维修工厂直接请到施工现场，保障换下的滚刀马上修、循环用。这在全国的地铁施工中绝无仅有。

如今，走入位于树兜站地下负一层的这个维修车间，随时可见工人们在紧张忙碌。分解刀体、更换刀圈、修整偏差、上油打磨……翻新的滚刀很快就能上阵。

这一创新举措让树屏区间的贯通时间得到了保障。“在最初施工时，考虑到岩层的复杂性，树屏区间原本计划今年底完工，如今，我们应能提前2个月完成双向贯通。”郭凯说。

攻坚克难，想方设法与石斗

树屏区间的现场换刀作业，在福州地铁1号线施工过程中并非个案。

“这还只是常规开仓换刀，之前三叉街站至上藤站区间，因地下水富余，岩层复杂，还得带压换刀，相当于在水下20米作业。”郭凯说。

除了硬岩，盾构机顺利推进还有另一拦路虎——孤石。

所谓孤石，即残积土层中未被风化的部分石块，就像人体内的结石。

“如果说积岩还能提前勘探，那么分布随机、大小不一的孤石，即便是前期加密勘测孔，也很难做出准确预判。”上海市隧道工程轨道交通设计研究院派驻福州地铁项目的技术负责人管攀峰说。

去年7月，鼓屏路地下的地铁隧道开挖途中，就遇到两个又大又硬的孤石，让盾构机无计可施。经“会诊”，施工人员决定实施爆破。

鼓屏路属老城区，周边建筑物密集，交通流量大，爆破难度和风险可想而知。

施工单位提前一个月开始围挡钻孔，并根据勘测情况，花了数十天钻了28个用于装炸药的孔，钻孔深度超过地铁隧道范围，每个孔钻完后放入直径为75毫米的PVC管，以防孔出现坍塌。为确保地面房屋安全，采用每个孔分段爆破。在爆破前几天，周边单位、商家和住户都被撤离到安全地带……

最终，爆破顺利完成，为盾构机掘进扫清了障碍。

为准确判断孤石位置，福州地铁1号线还在多处采取先进的微动探测技术，这种类似CT扫描的技术，就是利用在盾构隧道正上方的地面设置传感器，接收一定范围内的地下岩土体的天然振动数据，并进行点分析，圈定异常区，再针对异常区开展进一步的钻探工作方法，判明是否有孤石存在。

面对盾构掘进过程偶遇的孤石，施工中先后采取地下开仓取石、地面打井取石、水平爆破等一系列方式，就连阿特拉斯凿岩机这类应急抢险用的先进设备，也曾被借来破石。

正是一次又一次与石较劲的过程中，福州地铁距离市民生活越来越近。