盾构机“开拓八号”遭遇西安难题
11月28日，西安北郊张家堡。地下15米， “开拓八号”盾构机正在运行。
“今天只是一个实验过程，从29日早晨七点起，‘开拓八号’将正式向前掘进”中铁一局综合办负责人告诉记者。
西北首台盾构机开工
11月28日，为庆祝西北首台盾构机开工，有关部门组织了盾构机始发新闻通报会，也标志着重达323吨，价值3000多万的“开拓八号”正式投入使用。
“开拓八号”将从张家堡一路向南挺进，直至尤家庄，区间段共长1150米，开挖隧道直径6米。“西安地铁建设使用盾构机，实现了我国在湿陷性黄土地质条件下盾构施工零的突破”综合办王志杰部长对记者介绍到。
新闻通报会上，中铁一局总经理和民锁不无兴奋地表示：“自去年9月29日西安地铁二号线开工以来，全体工作人员顽强拼搏，从而确保了今年9月14日，西安地铁二号线张家堡车站C区二段第一段主体顺利封顶，以及近日盾构机的顺利组装和调试，从而实现了盾构在全线率先始发。”
在世界范围内，生产盾构机水平比较先进的国家是德国、西班牙以及日本，而西安地铁的“开拓八号”则选择的是日本小松公司制造的，“我们选择盾构机除了价钱方面的考虑外，能否适合西安地铁建设的具体情况，是我们考虑的重点所在。因为此次地铁隧道的开挖，地段中的地质主要以黄土、古土壤以及中砂为主，‘开拓八号’比较适合西安的要求。”
根据地铁建设规划，西安地铁隧道的开挖将主要分为五个场段进行，分别是铁路北客站至张家堡段、张家堡至尤家庄段、方新村至北大街段、北大街至南稍门段和小寨至长延堡段。张家堡至尤家庄段只是第一阶段的一部分，也是第一个使用盾构机的区域，而随着其余四段工程的推进，并采取两边同时开挖的方式，西安地铁建设至少还需要再购买8台盾构机。如果以每台3000万的价格估算，只盾构机项目，就将花去近3亿元。
中铁一局一位工作人员则向记者透露，从他所得到的消息来看，其余几台盾构机的正式使用，最早也在明年夏季才能实现。
按照最理想的状态，盾构机每月可向前推进250米左右，“盾构推进、出土等主要工序循环进行，施工易于管理，施工人员也比较少。” 据了解，“开拓八号”盾构机将24小时分两班施工，每班有28名经过专门培训的施工人员进行操作，其中负责整台机器操作的“操作手”均具备本科学历，“而并不是有关媒体所报道的，所有工作人员都具有本科学历”在接受记者专访时，王志杰部长希望对此误报予以纠正。
中铁一局曾先后参建北京、上海、广州、南京、天津、杭州、武汉等14个城市的多项轨道交通工程。“我们拥有适合我国各类地质状况施工的多型号盾构机17台，装备水平位居同行前茅。”和民锁说。
“开拓八号”遭遇西安难题
尽管，“开拓八号”具有国际先进水平，却也在西安遭遇了种种意料之外的困难。
“虽然根据设计，‘开拓八号’没月可向前推进250米左右，但在开始阶段，并不会达到这一速度，这主要是因为在盾构机还未曾在湿陷性土壤中开挖过，没有相关经验让我们借鉴，所以，只好一边操作一边学习，逐步推进，这一状态估计在推进200米后，才能有所改变。”乔治对记者介绍到。
据介绍，西安地铁隧道的地质主要以黄土、古土壤及中砂为主，因而在使用盾构机的过程中，最大的麻烦就是附着在倒盘上的“泥饼”，以及对刀盘的磨损，因而，“开拓八号”特别对刀盘形式、切削刀具的布置等进行了针对性的设计，将泡沫及膨润土等添加剂注入了设备，在开挖面形成一种能改善土体的介质。
不仅如此，由于砂层塑流性、止水性差，在掘进中会出现排土不畅或造成砂层固结，引起土压不稳定以及推动力增大。
据技术人员介绍，为防止砂层塑流性差现象发生，他们在刀盘板上设置了5个添加剂注入孔，并配置了自动泡沫和添加剂注入系统，在开挖过程中，可根据需要向开挖面添加泡沫、膨润土和聚合物，以达到改善碴土的流动性和止水性。同时，在易发生流砂的土层中施工时，掺加泡沫还能够有效地改善砂土的渗透性，增强其保水性和流动性。
另外，“开拓八号”还在刀盘上设置了6个搅拌棒，土仓胸板上设置了2个搅拌棒，在刀盘旋转转臂及搅拌棒还有土仓胸板固定搅拌棒的搅拌作用下，让碴土与添加材料充分搅拌混合，使碴土具有很好的流动性，易于出土。
“开拓八号”防止地面下沉的制胜“法宝”则是4个具有高灵敏度的压力传感器，分别配置在土仓的上下左右四个方向。“在掘进过程中，只要保持土仓内土压力的平衡，就不会引起地面塌陷，而一旦失衡，就会引起螺旋机喷发和开挖面失稳，后果不堪设想。”乔治对记者介绍到。
乔继续向记者介绍道：“根据以往的施工经验，如果在砂层中掘进，切削刀具及刀盘极有可能会产生较大的磨损，为减少刀具的损耗，降低成本，‘开拓八号’还特意在刀盘上配置了先行刀，主要用以提高切削刀具的寿命，同时，还在刀盘上堆焊了大量的网格状耐磨硬质合金，以减轻对刀盘的磨损。”
为减少在困难地段换刀的风险，“开拓八号”将采用压气环境下换刀的方法。
西安地铁除了穿越城墙及钟楼等西安标志性建筑外，还有大量的隧道将传过居民楼和工厂，因而在通过这些地段时，如何控制好地面的沉降也成为众多市民关注的焦点。
据中铁一局工作人员介绍，除了要选择合适的掘进速度及适当的添加剂，控制好盾构机掘进轴线外，还要结合地面测量的反馈信息，将地表沉降严格控制在向上10毫米和向下30毫米的范围之内，既要防止地面塌陷，又要防止地面隆起。“上下共40毫米的差距，人们是不会丝毫感觉的。”
盾构机和它的80后“司机”们
采访过程中，给记者留下深刻印象的，除了“开拓八号”盾构机的庞大身躯外，便是建设者们的一张张朴笑脸。尤为令人惊讶的是，“开拓八号”的司机，竟然是两名未脱稚气的“80后”。
“司机”选拔
“开拓八号”的初期掘进计划是每天两班轮换上岗，每班一名“司机”带28名工作人员，而为“开拓八号”准备的正式“司机”有两名，并备有两名后备“司机”，再加上盾构机全面手的队长，能够操作该盾构机的人员有5——6名，在未来几个月中，他们每天将要坚持12个小时的高强度工作。
而在全国范围内，通车或正在修建地铁的城市一共有15个，盾构机肯定不会超过200台，按照每台3名司机来算，盾构机的“司机”数字也不会超过600人，作为西北首台盾构机，能够交给80后操作，也应该说是一种进步。
据了解，关于盾构机“司机”的挑选及培训工作，早在今年年初就已经展开。据介绍，今年年初，中铁一局共选出9人作为培训对象，并且，这9人均参加完整个培训过程。而评选的条件却有着一个严格的规定：必须是大学本科毕业，并且所学专业也必须与机械设备类相关。
在参加完理论培训后，从5月30日开始至6月10日，被派往南京，实际学习了40天，之后，又于10月4日被派到上海，亲自动手参与操作日本小松公司的盾构机组装及调试全过程，直至11月2日，‘开拓八号’部分零件运送到西安。
“3000多万的资产，对操作者自然也有着极其严格的要求”中铁一局综合办负责人王志杰告诉记者。
月薪2000元
目前我国盾构机司机不到600人。尽管手中操控着价值3000万的设备，但他们的月薪并不算高，约2000元。
以生活成本作比，这个数字和广州盾构机“司机”的月薪相当。在广州，“司机”月薪在5000——6000元左右，“与其它高级技工的收入差距甚大。”
在接受记者采访时，杨永成显得极其疲惫。据了解，杨与乔均是从28日上午七点开始上班，一直要坚持到晚上七点，因为只有两名“司机”，28日晚上还将有一人要值班，至此，他们两者将会有一人要连续在盾构机上工作24小时。
乔治有着177cm的个头，体重却只有55公斤，他半开玩笑的说道：“刚来的时候，我的体重还是60公斤，半年时间就瘦掉了5公斤。但与盾构机的日吞吐量比起来，还差了很大一截。”
乔说，因为工作忙，这里也不能洗澡，已经有一个星期都没洗澡了，再加上干这活，出汗多。他端起了一个足有2L容量的大水杯猛喝一口。他解释说，只有这么大容量的水杯，才能够保证身体的需求。
对未来的工作，他仍然有几分犹豫。根据制度安排，他与杨分别执行白班与晚班任务，半月一换。而假如乔上白班的话，他将从早晨八点到晚上八点都在盾构机上度过，如此一来，他每月也将有半个月与阳光无缘。“再加上盾构机的噪音以及憋闷的空气，身体不一定能吃的消。
“当然，从事这一工作，我总有一种特殊的感觉，很多记者来采访，我也一时成了‘名人’了。”乔治和杨永成相顾大乐。