西雅图是罗宾斯公司所处的地方,也是我住了将近15年的城市。我也曾是原SR99高架公路的上班族,因此,SR99替换高架道路的隧道项目引起了我极大的兴趣。
西雅图SR99隧道和盾构机Bertha号在行业内众人皆知。自从盾构机掘进约300M之后,这台世界最大直径的土压平衡盾构停机并需要修理,已有许多人花费笔墨详细记叙。

盾构机刀盘和驱动装置位于修理平台
盾构机招标
当SR99项目在2011年招标时,罗宾斯公司在土压平衡盾构和软土掘进业务方面仍是新手,因此我们与日本盾构制造商三菱重工MHI合作,争取这台特殊盾构机的订单。我们的合作已经有20年的历史,联合设计的盾构机在全世界许多项目中使用,诸如印度、中国和美国等许多国家。MHI制造了超过1,000台土压平衡盾构,我认为日本盾构在土压平衡技术方面比欧美更先进。
在争取该订单时,我们学到了不少地质学知识与及盾构的规范要求。主要承包商Dragados(与tutor Perini公司合资)在软土隧道掘进技术方面非常有经验,拟定了高标准的盾构规范。所有盾构制造商需要提出报价,并按照这个标准供货。最终我们由于难以竞价而退出了这个招标过程。
掘进困难
目前,SR99项目的情况比媒体所报道出来的更为积极。该项目在推出隧道路线平面图时就设有紧急预案,令人赞叹。该隧道工程的地层条件复杂,先前西雅图的项目诸如Brightwater输水隧道已经有过教训,包括人工回填土、用事业管线和沿着西雅图滨水地区回填的垃圾;在这样的地层中盾构可能遇到快速改变的地质情况,包括地下水包囊,磨蚀性土壤,还有诸如未标注的废弃管道与基础桩等人工构筑物。
因此,SR99隧道的设计走线全部避免穿越建筑物底下,若掘进时发生问题,盾构机可以在停机地点上施工抢修井。不幸的是,这样抢救事件在盾构机始发挖掘之后不久发生了。
大刀盘密封件失效的原因以及大刀盘主轴承潜在的原因仍有待调查。到目前为止,事件涉及的多方皆格外小心:盾构除了更换密封装置以外,还将安装新的主轴承。
Bertha号的教训
西雅图SR99工程的总承包商和华盛顿州运输署手下有一个专家小组,以咨询有关盾构机设计的技术详情。我本人熟识其中一些专家,他们有足够资格推荐并监理抢修流程,使盾构机重新投入工作。
作为盾构供应商,我曾不止一次处于相似处境。盾构停机可能源自许多不同因素,而并非SR99独有。事实上,罗宾斯最近在土耳其Kargi HEPP 项目遇到相似的处境。虽然制定了周密的前期规划,还是碰到了突变的地层环境,在隧道掘进初始的数百米中,发生了数次隧道内停机和盾构改造等事件。
10m直径罗宾斯盾构在Kargi遭遇到问题
陷入这样的境遇后,必须立即动员最有经验的技术人员分析问题,最终的补救方案往往是多层次的。首先必须确保问题得到控制,并采取额外措施,监测易损坏的零部件和操作流程。在Kargi项目中后期发生了这样的问题,最终经过补救后,盾构机直到整个项目完工都没有出现重大问题。毫无疑问,现在SR99工程中,日立的工程师、承包商的专家与城市专家小组面临着同样的挑战 。
我认为这台盾构在抢修结束后将很快地恢复掘进,工程即使推迟多日,最终一定会完成。这个项目将会在今后被看作本行业中工程的正面案例,也可以吸取很多教训和取得许多经验。这些经验将用于西雅图和其他城市,从而使得别的城市在更多地下基础设施挖掘时大有裨益。”