地铁施工将挥别“手刨”时代

16号线“大黄蜂”机器人上岗

6米宽的隧道里，张旭驾着黄色的暗挖台车轰隆隆向北进发，再挖1公里就会与4号线在国家图书馆站会合。这个大家伙长得像《变形金刚》里的“大黄蜂”，伸出两条长臂，冲锋枪式的左臂负责挖掘、托举，隧道尽头的断面上几十条“抓痕”就是它留下的；右臂则装着半米长的“狼牙棍”，在一连串伸缩、滚动的动作中，再结实的土层、石头，都能被它搅动下来。

这地下25米深处的施工，是北京地铁建设头一回尝试大型机械设备进行暗挖。50年地铁建设史，原本需要一锹一铲暗挖的人力作业终于有了机械替代。

建地铁50年暗挖多“手刨”

27年前，住建部质量安全专家委员会副主任委员金淮刚刚入行，他见到的地铁1号线西单站工地上，工人们用着“一锹一铲”的办法拼人力“挖”地铁；到今天，北京地铁百余公里的在建线路中，无论是车站还是区间隧道，遇到土方开挖的时候，不少地方还在沿用这样的“土办法”。

从1965年开建中国第一条地铁线，北京地铁已经建了整整50年，去年年底通车里程已经突破500公里。地下地质条件错综复杂，地上建筑物越来越密，已经腾不出太大场地，一些车站和线路区间便不得不选择暗挖的方式建设。

也就是说，施工中，不是大面积地开挖地面，而是通过竖井进入地下深处再“掏洞”。地上建筑、道路基本照常运转，地下“悄悄”建成车站、打通隧道。但在站与站之间隧道里施工的盾构机，遇到砂卵石等障碍物较多的地质，也难有用武之地，还得需要人力“一锹一铲”地挖。

光靠人力这种老办法施工，进展慢、效率低，又风险重重。即使是建一座普通车站，土建结构从无到有大致需要24到30个月的时间。土建结构中导洞开挖虽然只是最基础的开挖工序，但几个200多米长的导洞挖起来就得用上5个月的时间。而另一方面，对于工人来说，一旦作业出现失误，或者地下水太丰富，就容易遭遇严重塌方事故的生命威胁。

机械暗挖少投入一半人力

不过，依靠人力“手刨”的暗挖现状已经在地铁16号线率先取得了改变。

全长50余公里的地铁16号线地下穿越北京城，一半的工程量需要暗挖，工期、安全、质量都让人捏把汗。除了一大半车站需要在地下暗挖建成，打通隧道也是一块硬骨头。16号线国家图书馆到二里沟这一段1.3公里的区间里，大大小小的砂卵石密布，又穿越既有的4号线隧道，难度和风险都不能依靠盾构机一路到底。按照一贯的法子，只能靠人力一锹一铲地挖。

北京城市快轨公司副总经理孙河川给记者列出常规施工需要投入的“兵力”：一个12个人的班组，24小时不间断向前挖，也只能挖出来1.5米。而用上暗挖台车，两名司机再配4名工人辅助，一天就能挖出4到6米。“人减了一半，效率则提高了三四倍。”孙河川说，近期暗挖台车将运用在16号线全线，建设速度也一下子提了上来。同时，设备采用清洁能源，施工环境也告别尾气排放。

效率高了，施工费用低了。记者了解到，以完成1公里暗挖隧道来算，工期的缩短可节约管理费至少150万元；人力的减少则节省劳务费至少300万元；施工可减少设置1到2个竖井，相当于减少前期投资一两千万元。

北京地铁将陆续推广使用

包括暗挖台车在内，本市研发出来的地铁暗挖施工机械化设备一共有5项，均在全国首次推出。

前不久，市重大办、市住建委专门针对这些新技术举行了推介会。这些设备中，钻孔桩及钢管桩一体化施工打桩成孔的时间只需要14个小时，而此前则需要72小时；隧道施工中的数控模板台车，把施工时间从传统工艺的17天缩短至3到4天。

“经过5年研发、试验和改进，5款暗挖施工机械化设备正式亮相，目前技术已经比较成熟，未来将逐步在北京地铁建设中进行推广。”市重大办总工程师杨广武对记者说，新的机械设备目前还处在示范阶段，技术设备的革新也将会给地铁施工工法带来改变。

杨广武透露，新型暗挖台车正在研发阶段，未来还将用上遥控装置，司机不需要坐在车上，十几米外便可以遥控完成机械的一举一动，施工人员的安全更有保障。

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