铁嘴钢牙穿越无影山 中铁三局攻克中国地铁工程“最硬的石头”全纪实

　　2020年10月8日，济南轨道交通2号线宝长区间(宝华街至长途汽车总站)贯通，宣告全线洞通。(本报通讯员赵山杰摄)

　　中铁三局建设者奋战在盾构一线。

　　2020年，是新中国历史上极不平凡的一年!面对新冠疫情的严峻考验，以习近平同志为核心的党中央科学决策、沉着应对，以高超的政治智慧和卓越的领导能力，统筹疫情防控和经济社会发展，团结带领14亿中国人民万众一心、奋勇拼搏，一手抓防控，一手抓发展，让中国成为全球唯一实现经济正增长的主要经济体。

　　作为地铁建设者，中铁三局济南轨道交通2号线项目部全体人员过去一年全力奋战在地铁建设一线，他们克服疫情影响，勇敢面对复杂的地质环境，打出了一场围剿堪称中国地铁界“最硬的石头”的歼灭战，盾构穿越济南无影山地区，如愿完成济南轨道交通2号线最关键的节点工程，为济南经济增长贡献了“三局力量”。如今，这支挟胜归来的三局铁军，带着丰富的济南地铁施工实践经验，正准备在济南轨道交通二期建设工程中大展宏图，为济南地铁建设作出新的更大贡献。

　　三局铁军碰上最硬石头

　　时针拨回到2020年5月底。原来预计实现“洞通”的济南轨道交通2号线碰上了堪称中国地铁界“最硬的石头”，还有最后100多米的盾构区间等待最后的总攻。

　　轨道交通2号线东西向穿越泉城，地质条件复杂，地上建筑物众多，施工难度大。地铁建设施工还要优先保证通行，不能阻断交通，更增加了建设难度。其中，济南长途汽车总站附近是全线工程难点的集合地，向西是无影山下极硬的岩石，被称为中国地铁工程中“最硬的石头”，硬度最高达264兆帕，140至180兆帕岩石区间更是随处可见。

　　承担这项攻坚重任的是中铁三局集团济南地铁项目部(以下简称“中铁三局项目部”)建设者，项目经理方治纲是这支队伍的领头人。他告诉济南日报记者，原来预计此处岩石硬度在160兆帕左右，善于打硬仗的中铁三局人已经做好直面困难的准备。可让他们没有想到的是，根据地质补勘强度试验揭示数据显示，岩石最高硬度达到264兆帕!这样的岩石硬度，在中国的地铁工程中颇为罕见。如何攻克“最硬的石头”，成了轨道交通2号线能否如期建成通车的关键。

　　“你看这一天，宝长区间(宝华街至长途汽车总站)左线今天掘进2环，右线掘进3环，进展还算顺利。”方治纲一边用红笔画着进展图上的环数，一边笑着对记者说，“这是我们在极硬岩石区很常见的成绩，而且还算是比较好的。你要知道，从2019年年底到现在，我们一直在和极硬的岩石做斗争，与其说是盾构掘进，还不如说是硬磨，真是太难熬了。有时折腾一天，盾构机只能掘进一环，也就是前进1.2米。”

　　岩石的硬度达到264兆帕是什么概念?一般高架桥桥体的硬度是60兆帕左右，这个岩石的硬度是它的4倍多。对于这个硬度的岩石，业内不少专家认为已经不适合用盾构施工法了。可由于轨道交通2号线要穿越济南老城区，沿途居民楼众多，用爆破法开挖显然是不现实的。

　　听济南老人说，宝长区间的地下传说有一座山，所以此地才有了“无影山”的说法。中铁三局建设者在这里碰到的还真是一座隐藏在地下的大山。他们在盾构施工过程中发现，这里的岩石不仅极硬，而且地质条件变化多端，不时掺杂着空洞和孤石，更是加大了施工的难度。以宝长区间右线464至469环区间为例，6环7.2米的距离，出现了5种不同的地质情况。在圆形盾构工作面上，左边是极硬岩石区，中间却是空洞，右边则是软的中风化岩石。变化剧烈的地质条件，对盾构机刀头破坏严重。

　　为确保按期完成地铁建设任务，中铁三局建设者及时调整预定的施工方案。他们负责的四标段全长约3.24公里，包含2站3区间，原定安排两台盾构机负责施工。可面对硬岩考验，他们经过多次研究，最终决定加大投入，形成了5台盾构机在一个地铁标段中齐头并进的奇观。

　　“济南人民信任我们，才把这么重要的地铁建设任务交给了中铁三局，无论花多大的代价，也要坚决完成建设任务，确保轨道交通2号线如期建成通车。”方治纲说。

　　迎难而上啃下难点

　　最硬的岩石区主要分布在宝长区间，这里的岩石不但足够硬，地质条件还极其复杂多变。中铁三局建设者要攻克众多风险源、碎石渣堵塞螺旋机、超硬岩石盾构掘进、刀盘结泥饼、穿越大直径孤石群等多项技术难点。

　　“这里的岩石不但硬，地质条件还复杂，特别是孤石区，周边往往是空洞区或者软岩区。盾构机的刀头从极硬岩石区划过时，需要加上很大的力量。可接着划到空洞区或者软岩区，就像一个人用力推着一个物体，这个物体突然消失了，就会闪一下子。在这个过程中，盾构机刀头就可能因受力不均造成损坏，真是特别废刀头!”中铁三局项目部盾构经理李学飞告诉济南日报记者，“我们就像‘愚公掘山’一样，在极为坚硬的岩石区慢慢掏出一条地铁通道。与复杂地质环境中的极硬岩石周旋，你得有足够的耐心，需要随时调整盾构方法，优化施工方案，用技术和大无畏的精神慢慢地磨掉它们。”

　　根据济南地铁建设的实际来看，盾构机一天能掘进14至18环是很正常的数字。可在宝长区间的左线，中铁三局建设者掘进最多的一天是7环，平时一天一两环是常态，有时候甚至两三天也前进不到一环。

　　后来，一天一天地在硬岩区慢慢“磨进”，对中铁三局建设者来说已经习以为常。他们不怕岩石硬，不怕刀头坏，唯一担心的就是观察不周导致盾构机刀盘磨坏。因为刀头坏了可以很快修复，而刀盘一旦坏了，地下根本没有足够的空间让他们更换。建设者必须通过在地面打竖井等办法解决困难，但这会浪费一个月甚至更长的时间。对中铁三局建设者来说，他们此时最缺的就是施工时间。为此，他们专门在盾构机前面增加一个岗位——观仓员，24小时两班倒，随时观察盾构机运转情况，确保盾构施工安全。

　　在此过程中，中铁三局建设者拼了!从项目经理、盾构经理到普通建设人员，从早到晚奋战在地下几十米的隧道里，根本没有正常上下班的观念。碰到紧急问题需要处理时，他们经常在隧道里一呆就是三四天，实在累极了就披着衣服坐在椅子上眯一会儿。在施工最艰苦的阶段，大家齐心协力奋斗在盾构一线，根本没有时间去考虑其他问题。他们只知道，不能拼掉这些讨厌的硬岩石，轨道交通2号线就无法洞通，济南人民一直期盼的地铁换乘时代就会被推迟。

　　为了顺利穿越20多处风险源，中铁三局建设者加强日常监测及巡视频率，对石拱桥基础进行深孔监测，及时掌握建筑物及地表变形情况。穿越河道期间，提前对河道截流疏干，消除隧道面与河道打通的风险。对河道上部重力型石拱桥进行交通封闭，加强渣土改良，严格控制出渣量。确保同步注浆质量，加强洞内二次补充注浆。就这样，在他们全力拼搏下，盾构机顺利地穿越了十几座建筑物、河道、重力型石拱桥等风险源，隧道顶部距建筑物基础最近时仅4.3米。

　　为了解决盾构机刀盘结泥饼问题，建设者在土仓内添加泡沫提高渣土流塑性、适当添加分散剂、采取冷却措施避免密封土仓高温高热、避免密封土仓饱满时长期停机等措施，收到了很好的效果。

　　在解决大直径孤石群难题时，建设者针对孤石量多粒径大、掘进参数不易控制、易出现孤石卡螺机口等实际情况，通过采用岩石分裂机对掌子面孤石进行破碎的方法，把大石块化小，再把小石块从刀盘前方移进土仓由螺旋输送机排出土仓。对位于长途汽车总站南地下的部分大直径孤石，他们通过机械提前把石块打碎、填土置换等方法，把宝长区间最后的“拦路石”提前清理掉，有力地提高了施工效率，节省了施工时间。

　　这项工程到底有多难?不用说艰苦的施工过程，也不用说多方请来的国内外地铁盾构专家，光是建设者用坏的盾构机刀头，就已经让人叹为观止了：宝长区间左右线累计穿越上软下硬、孤石群、空洞复合地层963环，共计更换刀具2461把!这段盾构区间全长不到一公里，却创下了中国地铁工程最废刀具的新纪录。

　　2020年10月8日，宝长区间胜利贯通，中铁三局建设者终于啃下了“最硬的石头”!在贯通仪式现场，多位建设者流下了激动的泪水：轨道交通2号线最难的工程完成了，为全线年底通车的既定目标奠定了坚实的基础。也就在此刻，一直高强度奋斗的建设者才彻底放下心来，大家最迫切的心愿就是饱饱地睡上一觉……

　　在济攻坚成为宝贵财富

　　2021年3月10日，济南日报记者再次来到中铁三局项目部采访。此时，他们的盾构经理正在驰援深圳地铁项目，前去帮助他们解决碰到的硬岩问题。他们在济南地铁工程中积累的攻克极硬岩石的经验，已经在中国地铁界叫响，很多同行前来咨询有关技术问题，寻求他们支持。而派出专门技术人员为兄弟单位服务，也成了中铁三局项目部最骄傲的事。

　　“与宝长区间顺利建成相比，我感到更高兴的是我们的施工队伍得到了锻炼，经受住了复杂地质条件的考验，收获了攻克极硬岩石的宝贵经验。而项目部所有人员在整个攻坚行动中展现的迎难而上、艰苦奋斗的‘三局精神’，更让我有了可以应对任何‘急难险重’地铁建设任务的信心。以后，无论碰到多大的困难，我相信三局团队都可以从容面对，不负重托。”方治纲笑着告诉济南日报记者。

　　关于奋斗和幸福，习近平总书记指出，“幸福不会从天而降”、“新时代是奋斗者的时代”、“奋斗本身就是一种幸福”，强调了“幸福都是奋斗出来的”，深刻地指出幸福的来源和真谛。在经历了攻克中国地铁“最硬的石头”这项艰巨任务火热考验后，一直奋斗在交通建设一线的中铁三局建设者对总书记的重要论断体会尤其深刻：面对再多的工程难点，再复杂的地质环境，除了迎难而上、逐个击破，他们别无选择!而在这个用奋斗追逐幸福和梦想的过程中，他们一次次经历蝶变，向着更高的目标稳步奋进……

　　中铁三局建设者在宝长区间的施工创举也引起了山东大学、复旦大学等知名高校的关注，山东大学副校长、中国工程院院士李术才带着研究生团队来到宝长区间“打卡”。他们和建设者一起研讨有关盾构穿越济南硬岩的施工方法和攻克各类技术难点的应对方案。中铁三局项目部也在这个过程中收获了不少创新工法、专利技术和专业论文，为我国地铁界研究极硬岩石区施工提供了参考。

　　工程开建之初，中铁三局建设者是被动地面对困难，多方努力，力争尽快解决困难。可随着一个个工程和技术难点被解决，他们的施工队伍得到强有力地锻炼，各种施工经验有了新的积累，施工技术得到了大幅提高，很多年轻人在火热的施工过程中得到了充分锻炼，短时间内成长为合格的地铁施工人才。方治纲对这些变化看在眼里，喜在心上。如今，中铁三局建设者在做好轨道交通2号线收尾工程的同时，已经把目光瞄准了济南轨道交通二期建设工程。

　　“济南轨道交通二期规划早在2020年10月9日获得国家发改委批复。11月1日，济南市委、市政府组织召开济南轨道交通第二期建设誓师大会，全面启动了二期规划6个项目。根据我们的考察，二期规划项目中也有不少硬岩区。根据初期勘探，有不少区域岩石硬度在120至140兆帕之间，虽然比起‘最硬的石头’差了很多，但也算是难啃的硬骨头，需要建设者精心准备，全力应对。在这方面，我们有着充足的经验和刚刚胜利归来的施工团队，正好充当济南地铁建设的攻坚尖兵和领头雁。”方治纲说，“随着轨道交通二期规划项目的全面推进，济南地铁建设进入新的爆发期。地铁成网运行后的济南，城市形象必然会大大提升。中铁三局建设者作为济南地铁建设的参与者，在艰苦工程的火热洗礼中建设水平不断提高，施工经验和技术不断完善，与地铁工程实现了同步成长，必将在济南地铁下一步的建设过程中创造出一个又一个的亮眼成绩，为这座‘大强美富通’现代化国际大都市的辉煌明天作出新的更大贡献……”(本报记者戴升宝)