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從隧穿長江到隧穿黃河,超級“地老虎”掘進實力全球領先

從隧穿長江到隧穿黃河,超級“地老虎”掘進實力全球領先

發布時間:2021-11-09 09:01 來源:楚天都市報

“和平號”盾構機始發

大干四季度,沖刺“全年精彩”。連日來,武漢三鎮一個個項目正鉚足勁,向前推進。

武漢地鐵前川線(天陽路站-騰龍大道站)施工現場,目前左線盾構機已掘進至500環,距離后湖岸邊約120米,即將開啟下穿后湖之旅;

在武漢和平大道南延工程(中山路—張之洞路)隧道作業段,“和平號”盾構機正朝著預定目標,向黃鶴樓南路“挺進”;

在兩湖隧道(東湖段),項目已進入盾構工作井施工階段,井內完成拼裝后再進行始發,這里將呈現出世界上規模最大的城市水底雙層超大直徑隧道;

這些項目建設背后,與俗稱“地老虎”的盾構機施工密不可分。

“地老虎”開挖超大隧道

11月3日,武漢和平大道南延工程(中山路—張之洞路)隧道作業段,“和平號”盾構機正在地下掘進,自今年8月29日從中山路得勝橋“武勝門”遺址始發,盾構機已在地下掘進了2個多月。

建設方武漢城建集團項目負責人表示,該工程隧道段長1390米,地處城市核心區,盾構區間需穿越17種地層,地層轉換頻繁,且區間內存在4道堅硬巖墻,困難重重。此外,該盾構隧道管片外徑達15.4米,這是目前國內首條雙向六車道的單洞雙層公路隧道,也是目前國內最大單管雙層盾構隧道。

針對隧道的現狀,參建單位和設備生產廠家聯合研制了“和平號”泥水平衡盾構機,全長136米,總重4700噸,直徑16.03米,這臺超大“地老虎”相當于5層樓高。

“目前,我們正處于4道巖墻中的第一道石英砂巖巖墻地段掘進,已掘進30多環。”施工方中鐵十四局項目負責人說,“和平號”盾構機在主驅動、刀盤、刀具、超前地質鉆探等方面,都采取了針對性設計和優化。如盾構機配備了國內最先進的系統:DCLM滾刀荷載監測系統、超前地質鉆探系統、SSP超前探測系統,在掘進過程中可及時優化各項掘進參數,調整盾構機姿態,快速、可靠地建立起盾構泥水平衡,有效控制地面沉降,確保安全、環保、高效推進。

13次安全穿越長江

從17年前南京第一條過江隧道——南京長江隧道,到南京和燕路過江通道,中鐵十四局研發使用的盾構機,先后13次安全穿越長江,屢建卓越功績。

10月30日,由中鐵十四局施工的南京和燕路過江通道左線盾構隧道貫通,安全穿越長江江底斷裂破碎帶、幕府山巖溶區等復雜地層,實現國內超大直徑盾構隧道施工首次穿越巖溶區的目標,為明年年底全線建成奠定基礎。

該盾構隧道全長2965米,盾構開挖直徑15.07米,最大埋深超70米。對此,中鐵十四局量身訂制的“復興號”盾構機配備了國內最先進的艙內伸縮式攝像頭、刀具載荷監測、超前鉆探注漿等系統,克服了江中淺覆土沖槽段、巖溶密集發育區、斷層破碎帶等世界級技術難題,實現731天安全平穩推進。

在2019年3月召開的南京市過江通道建設技術專家組會議上,國家最高科學技術獎獲得者錢七虎及多名院士、專家認為,和燕路過江通道是目前國內難度最大的盾構隧道之一,也是迄今為止長江上建造最困難的過江通道之一。

盾構機的智能化配置,為應對復雜地層做足了準備,但在“實戰”中依然遇到刀具磨損問題。該項目負責人徐樹軍說,為提高工效,他們裝配刀具旋轉監測系統,艙內裝載可伸縮式攝像系統,將刀具磨損情況通過無線傳輸的方式傳送到控制室。作業人員直接通過數據判定刀具是否需要更換,大大提高工效,“原來換一次刀具要停機5至6天時間,后來只需1天。”

研發創新屢破紀錄

如今,武漢地鐵8號線一期已成為江城市民便捷出行的選擇之一。其中的越江隧道盾構段全長3186米,隧道管片外徑12.1米,這是武漢第三條穿越長江的地鐵通道,也是國內直徑最大的單洞雙線地鐵隧道,多項施工新技術、新工法創下業界紀錄。

中鐵十四局相關負責人介紹,為越江隧道訂制的“楚天號”盾構機,是當時最先進的泥水盾構機,設備全長129米,重達3300噸。為讓隧道堅如磐石,隧道施工采用雙層襯砌工藝,即在原有隧道管片襯砌基礎上,再加上一層30厘米厚的鋼混內襯,相當于給隧道穿上“金剛甲”。該項目實現了地表“零”沉降紀錄,今年還榮獲“魯班獎”。

今年國慶前夕,由中鐵十四局承建的“萬里黃河第一隧”——濟南黃河隧道工程正式通車,如今兩岸市民過江只需5分鐘。在隧道掘進中,“黃河號”盾構機平均每天掘進10.8米,創造了超大直徑盾構隧道施工速度的新紀錄。

中鐵十四局大盾構公司負責人表示,目前,該公司成立了大盾構技術博士后工作站南京分站,與西南交通大學聯合創立了大盾構技術研發中心,共同致力于大盾構技術的研究;還建立了中鐵十四局盾構數據監控指揮中心,監控點覆蓋所有在建項目施工現場、施工作業面、營區等,建立動態安全監控系統,充分利用大數據信息優勢,增強對施工現場的控制能力,公司已成為全國乃至全球盾構隧道建造行業的領軍者和技術先導隊。

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