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1、2008.7 ( 下半月刊)随18本刊特稿 Se c t o r F e a t u r e着基础建设和世界经济的增长，隧道挖掘行业最近几年一直处于高速发展阶段，其中最引人注目的是交通隧道。不论是公路隧道、城市大型交通网络还是高速铁路连接隧道，都在解决城市交通拥挤状况方面发挥了重要的作用。此外，在那些不太引人注意的基础建设项目中也存在大量隧道挖掘工程。废水排放、生活用水、电缆隧道和水利发电在隧道挖掘上的投资与那些显眼的公共交通隧道上的投资差不多。不断增长的隧道行业越来越多地参与主流建筑工程。行业内最引人注目的事件之一是 2 0 0 7 年4 月世界最大的工程机械制造商卡特彼勒收购加拿大的 L
2、o v a t 公司，后者是世界顶尖的隧道掘进机( T B M) 制造商之一。与其竞争对手一样，L o v a t 是一家家族企业， 由R i c h a r d L o v a t 和他的儿子 R i c k L o v a t 创建并发展成为世界上主要的隧道掘进机制造商之一，拥有自己越来越大 越来越深随着越来越多的重要工程开工，世界的隧道挖掘工程仍在继续增长，这一行业的技术是不是在继续改善？缺乏熟练工人会不会影响增长的速度？i C C将对此进行深入报道。圣哥达隧道最后一节E r s t f e l d 段， 将长岛铁路连接到中央总站的东 线工程隧道掘进机。 图示这台机 器刚刚完成了A m
3、s t e g 段的施工。在圣哥达隧道S e d r u n 段的施工中， 由于地下工况不好， 全部采用了山特维克的钻机作业， 进行钻孔爆破施工。iCC( 下半月刊) 2008.7本刊特稿 Se c t o r F e a t u r e19的工厂，能够制造更大和更复杂的机器。L o v a t 不是这些厂家中最大的，但被资金雄厚的卡特彼勒收购后，有可能发展成为行业的顶尖企业。R i c k L o v a t 在加入卡特彼勒后，负责扩大公司隧道掘进机的业务。 卡特彼勒集团总裁S t u L e v e n i c k说:“收购 L o v a t 公司使卡特彼勒进入了快速成长的隧道掘进机行业
4、。这是一个出色的战略决策，符合公司在全世界发展和为顾客服务的方针。 ”卡特彼勒和 L o v a t 的交易不仅仅是交换所有权。早些时候，挪威A k e r K v a e r n e r 集团 （现为A k e rS o l u t i o n s ）购买了德国第二大隧道掘进机厂家维尔特 5 0 % 的股权。但是 A k e r 的强项主要在采油、海洋和钻探机械，隧道掘进机并不太容易融合进A k e r 的产品。在地球的另一端，中国北方重工集团 （N H I ） 收购了原威尔特旗下法国 N F M公司 7 0 % 的股权，后者正在为中国和世界其他国家生产隧道掘进机。北方重工集团的沈阳重型机械
5、集团已经开始为威尔特组装在中国市场销售的 N F M隧道掘进机和自己用的隧道铠装。德国一家更大的隧道掘进机制造商海瑞克( H e r r e n k n e c h t ) 现在是行业里最大的厂家。据报道，它生产的2 台目前世界最大的隧道掘进机在隧道施工中表现良好。这2 台隧道掘进机在上海浦东连接中国第三大岛崇明岛的上海长江隧桥工程中挖掘出 2条直径 1 5 . 4 3 m的隧道。2 0 0 8 年 4月份有报道说，海瑞克将为一家俄罗斯建筑公司生产 1台绝对的庞然大物直径 1 9 m的隧道掘进机。虽然形势大好，但另一个问题正日渐凸显，即缺乏有经验的隧道工程师和操作工人。过去曾有一段时间可以从当
6、时不景气的采矿业吸收一些有相似技能的熟练人员，但随着能源价格的飞涨，一些人又返回到了工资比隧道掘进行业更高的采矿行业。大型TBM项目尽管熟练人员短缺，隧道行业仍然不断有大的项目进行。到目前为止，世界上最雄心勃勃的项目是瑞士巨大规模的A l p t r a n s i t 铁路隧道群工程，它使南北向的铁路在谷底的高度上穿过阿尔卑斯山脉（基础隧道） 。隧道群中的第一条是勒奇山隧道（L o e t s c h b e r g ） ，已于2 年前完工，但紧跟着的是5 7 k m长且更加复杂的圣哥达隧道( S t . G o t t h a r d ) ，这才是世界上真正的大工程。在本文采稿时，这一工程
7、已完成了 7 2 %。将要开工的最后一段是由于合同纠纷而被推迟的长7 . 8 k m的E r s t f e l d ( 北线) 段， 现在已恢复正常已经属于卡特彼勒的L o v a t 公司 在对俄销售T B M上非常成功。 这 台直径1 1 m 的混合面T B M 正在进 行莫斯科地铁扶梯隧道的施工。 这个工程要求隧道倾斜3 0 ， 是 第一次这么大直径的T B M 在斜面 上作业。R o b b i n s 为C e n e r i 隧道入口施工推出的T B M 。海瑞克巨大的直径1 5 . 4 3 m 的M i x s h i e l d 正在崇明岛隧 桥工程中施工。iCC2008.7
8、 ( 下半月刊)施工。5 段主要隧道建造中，A m s t e g 和 B o d i o 两段已经完工，圣哥达山口( G o t t h a r d Ma s s i f ) 最深的S e d r u n 段也已经采用钻孔爆破的施工工艺完成了7 0 %。这一段隧道需要通过 8 0 0 m深的竖井系统才能到达，这里将要建造世界最深的火车站阿尔卑斯车站( P o r t a A l p i n a ) 。该段的建设曾因2 0 0 7年发现有大量问题而被无限期地推迟，具体包括对电梯的可行性分析不充分、隧道铁路运输的负面影响和整个隧道的经营没有利润等问题。剩下的 2 段隧道 E r s t f e
9、l d 和 F a i d o正在用海瑞克的 T B M进行挖掘。这 2台机器曾经分别用于 Ams t e g和B o d i o 段的施工。同时，下一个 A l p t r a n s i t 隧道群的主要隧道正在建设中。这条长1 5 k m的C e n e r i 隧道直通南面的圣哥达隧道。长2 . 3 k m的主入口于2 0 0 8 年开始施工，采用了 R o b b i n s 直径 9 . 7 m的机器挖掘。然而最初的研究表明，C e n e r i 隧道只有小部分段落适合采用隧道掘进机的方式施工，其余大部分还得采用钻孔爆破方法施工。欧洲其他采用 T B M隧道施工的重大工程还包括冰
10、岛的卡拉哈水电站( K a r a h n j u k a r ) 工程。该工程已于 2 0 0 8 年 4 月竣工，最后一段施工是用R o b b i n s3台 T B M中最后一台完成的导流隧道。这是这台T MB在完成引水隧道后的第 2个掘进项目。总计1 2亿美元的卡拉哈水电站共建造了长 7 2 k m的隧道、2 座地下发电站、5 座大坝，每年将发电 4 6 亿k Wh ，其 中 大 部 分 将 用 于 为F j a r d al 铝厂的熔炼炉提供电力。F j a r d al 铝厂是美铝公司( A l c o a ) 在冰岛雷克雅未克( R e y d a r f j r d u r
11、) 港市建造的铝厂， 预计将于2 0 0 8 年底投产。典型工程现在中国的隧道工程比世界上任何一个地方都多，其中很多是大型市区交通工程。长江三角洲连接上海市区与崇明岛的隧桥工程是目前最大的隧道工程之一，这不仅仅是因为工程中使用了 2台巨大的海瑞克 T B M 。过去上海的崇明岛大部分是农业区，现在则面临发展市区与规划农业基地的问题。随着隧道的完工，这里的人口将增加，同时农业将保持持续发展。崇明岛还是安置三峡库区印度A M R 项目长4 3 . 5 k m的引水隧道工程采用了2 台直径1 0 m 的R o b b i n s 双盾T B M 。 图示为第一台的开工典礼。阿特拉斯科普柯的新型B o
12、 o m e r X E 3 凿岩机在作业中。20本刊特稿 Se c t o r F e a t u r eiCC( 下半月刊) 2008.7移民的重要地点。自 2 0 0 6 年底，目前世界直径最大的隧道掘进机海瑞克1 5 . 4 3 m隧道掘进机正在地下6 5 m处作业，那里的最大水压达到6 . 5 b a r 。 其工程的规模十分庞大，工地上约有 1 5 0 0 人在作业，土方量达 2 7 0 万 m3，要安装约 7 5 0 0 块衬砌。2 0 0 8 年底，T B M将首次掘进到长江长兴岛的终点竖井。在印度安得拉邦，一台直径1 0 m的双盾T B M完成了工地上的组装工作。3 月8 日
13、举行的庆祝典礼标志着 2 台 R o b b i n s T B M中的第一台正式完工，将投入到 4 3 . 5 k m长的引水工程 A M R项目的施工中。这是世界上最长的无中间入口的隧道，将为安得拉邦州政府把斯里塞兰水库多余的水送往那尔贡达平原地区。第2 台R o b b i n s 的机器将于2 0 0 8 年下半年在工地组装，从隧道的另外一端进口处挖掘。整条隧道挖通后，将用钻孔爆破法挖掘一个拆卸室，将T B M和后面的机器取出来。纽约市在今后的几年里将要建造一些大型隧道工程，其中最有名的是第二大道地铁、7 线地铁延长线和耗资 6 3亿美元、将长岛铁路连接到中央总站的东线工程。但是这项大
14、工程的 T B M掘进作业进行得不错。虽然中央总站下面新大厅的建造耽误了一些时间，将交工日期推迟了 6个月。其中，2台直径 6 . 6 m的T B M分别是由R o b b i n s 提供、 由意大利 S E L I 改装的。干干停停的第二大道地铁耗资 3 8 亿美元，曾受政治问题和经济问题困扰，但最终看来这些问题都得到了解决。可是这个曾开工2 次的工程照旧麻烦不断，资金仍然是个问题。这个工程包括在第二大道下修建一条从第1 2 5 大街到下曼哈顿金融区的双轨地铁和为西中心区和布鲁克林开通的第二大道到第 6 3大街现有地铁的连线，全线新建 1 6个站。现在的工作集中在为第一期工程调配设备，之后
15、再运进T B M进行隧道施工。纽约第三个重大隧道施工项目是到 H u d s o nY a r d s 和贾维兹中心( J a c o b J a v i t s C e n t e r ) 的 7 号线地铁延长线。这一项目也同样存在资金问题。问题工程并不是所有重大隧道工程都研究能顺利进展的。如果想想建筑商们都把技术研究到了极限的话，这些困难就不难想象了。在圣哥达隧道施工中某些未预计到地质条件的线段就出现了问题。奥地利建筑商 S t r a b a g 在尼加拉瓜大瀑布挖掘世界上直径最大的 1 4 . 4 m硬岩隧道时， 未预料到的地质情况使施工速度只达到原计划速度的 1 / 3 。为了使 T
16、 B M在适宜的地质条件下作业，隧道的线路和坡度可能需要变动。但问题是脆弱的岩石很容易破碎，这使得掘进速度放慢，清理机器后面的碎石浪费了一些时间。到目前为止，1 0 k m的调水隧本刊特稿 Se c t o r F e a t u r e21L o v a t 的T B M 在加拿大温哥华的 施工中贯通时的照片。在瑞典马尔默市城市隧 道施工的T B M贯通时的 照片。iCC2008.7 ( 下半月刊)22本刊特稿 Se c t o r F e a t u r e道只掘进了 1 . 8 k m 。原计划 2 0 0 9 年完成的隧道看样子要推迟 2年才能完成。一些大的事件似乎推动了隧道项目的发展。北京的奥林匹克运动会推动了中国首都地铁系统的大发展，而加拿大西海岸 2 0 1 0年冬季奥运会成了“里士满 - 机场 -温哥华( R A V ) ”或称加拿大线的原动力。这条 1 9 k m长的双轨隧道快速交通系统将里士满、温哥华机场和温哥华市中心连接起来，采用了明挖、桥梁和隧道等各种方法建造，其中隧道施工采用了 L o v a t
