近200臺盾構機密織長三角便捷交通網(wǎng)

近日，由中交天和自主研發(fā)制造、用于上海機場聯(lián)絡線工程的“東方號”超大直徑盾構機完成接收，實現(xiàn)該工程浦東段最長區(qū)間隧道(張江站—度假區(qū)站)順利貫通。

至此，在上海機場聯(lián)絡線工程中，中交天和自主研制的3臺超大直徑盾構機“東方號”“明珠號”“虹浦號”均已順利完成掘進任務。未來，乘客往來虹橋、浦東兩大機場的通行時間將由原來的2小時縮減至40分鐘。

截至目前，中交天和已相繼為長三角一體化研制和投入了近200臺不同直徑、類型各異的盾構機，其中，約130臺盾構機已完成現(xiàn)場掘進作業(yè)，掘進貫通的隧道總長度已超過200公里。

(資料圖)

國產盾構機打隧道“零滲漏”

長三角地區(qū)是中國經濟發(fā)展最活躍、開放程度最高、創(chuàng)新能力最強的區(qū)域之一，在國家現(xiàn)代化建設大局和全方位開放格局中具有舉足輕重的戰(zhàn)略地位。

“東方號”“明珠號”“虹浦號”是由中交天和自主研制的孿生“三兄弟”，刀盤直徑均為14.04米、總長114米、總重約3174噸，采用刀具光纖磨損檢測及中交天和獨有超長距離掘進不換刀(在高承壓水粉砂地層可實現(xiàn)連續(xù)掘進7000米不換刀)等先進技術，整機國產化率達98%以上。

為確保超大直徑盾構機高效掘進，中交天和為每臺盾構機配備了一支專業(yè)技術團隊。技術團隊應用智能監(jiān)測系統(tǒng)，依托可視化智慧施工系統(tǒng)、BIM協(xié)同管理平臺等智能化手段，對周邊環(huán)境、地質變化等進行實時監(jiān)控和精確分析，及時調整盾構機切口壓力、掘進速度和泥水參數(shù)等，確保掘進施工平穩(wěn)有序。

目前，三臺超大直徑盾構機掘進隧道的管片錯臺、管片間隙均控制在3毫米內，管片上浮量控制穩(wěn)定，地表沉降控制在3毫米內，掘進貫通約60萬平方米的隧道內壁幾近完美地做到了“零滲漏”。其中，“虹浦號”創(chuàng)造了超大直徑盾構機最高日掘進32米及最高月掘進650米的世界紀錄。

國內最難隧道是這樣貫通的

2023年是長三角一體化發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略五周年，在滬蘇浙皖，重大交通工程星羅棋布，交通運輸一體化有力推進，越織越密的高速公路和高鐵網(wǎng)，讓長三角成為我國交通最便捷的地區(qū)之一。

2022年12月28日，由中交天和自主研制的超大直徑盾構機“振興號”掘進貫通的南京和燕路過江通道通車運營，至目前車流量累計超過1500萬輛，單日最大車流量超過8.8萬輛，對完善區(qū)域交通網(wǎng)絡、促進長三角一體化、構建南京都市圈具有重大意義。

南京和燕路過江通道盾構隧道工程具有“高、薄、險”等顯著特征，被錢七虎等多名院士和知名專家認為是國內難度最大的盾構隧道工程之一。其所承受的水壓高達0.79兆帕，相當于一個手指甲需承受7.9公斤重量;盾構機下穿新生河流，最薄覆土厚度5.97米;隧道地質狀況極其復雜，土巖復合地層掘進總長約1865米，還需穿越5條大型斷裂帶，為國內超大直徑盾構隧道工程之最。

南京和燕路過江通道的順利通車，得益于國產超大直徑盾構機的研制和水下隧道施工技術的發(fā)展。中交天和自主研制的刀盤直徑15.03米的“振興號”盾構機，先后穿越了長距離砂層、上軟下硬地層、全斷面硬巖層、破碎帶及巖溶地層，創(chuàng)造了盾構機掘進施工14余萬平方米“滴水不漏”的世界先例，在世界工程建設史上極為罕見。

“振興號”是國內首臺采用自主技術和多項國產核心零部件設計建造的復合地層超大直徑泥水平衡盾構機?？蒲腥藛T在主驅動裝設球鉸軸承，保證主驅動伸縮與擺動功能，增強對復雜掘進環(huán)境適應能力，實現(xiàn)2976米長隧道管片錯邊量控制在2—3毫米，遠低于12毫米行業(yè)標準，還創(chuàng)造了超大直徑盾構機掘進3千米與設計線路相差不足1厘米的業(yè)內奇跡。

量身定制盾構機可防坍塌

杭州機場軌道快線設計運行時速120公里，不僅連接杭州西站、杭州東站及蕭山機場等重要交通樞紐，實現(xiàn)各大交通樞紐的快速互通互聯(lián)，未來還將與多條在建或規(guī)劃中的地鐵線路實現(xiàn)快速換乘，因而被稱為“杭州中軸快線”。

中交天和為杭州機場軌道快線自主研制6臺直徑7.14米土壓平衡盾構機，掘進穿越的主要地質為砂質粉土、砂質粉土夾粉砂、粉砂夾砂質粉土、粉砂，還需下穿大量房屋群以及雨水、供電、飲用水、天然氣和電信等地下管線。面對復雜的地質條件和極高的掘進施工難度，中交天和準備了為應對一切困難和挑戰(zhàn)的“工具包”。

針對杭州機場軌道快線掘進施工可能遭遇的棘手問題，中交天和科研人員統(tǒng)籌考慮，提前謀劃，為盾構機作了許多針對性甚至前瞻性設計。配置刀盤清洗及注入裝置，讓盾構機邊掘進邊“刷牙漱口”，不讓盾構機有被“粘牙”的機會，避免掘進施工出現(xiàn)結泥餅現(xiàn)象。采用冷凍刀盤技術，把碎巖層冷凍成一個“罩殼式”安全體，就像為盾構機定制一款安全帽，穩(wěn)定周圍地質環(huán)境，防止隧道出現(xiàn)坍塌，便于組織連續(xù)性掘進施工。為盾構機配置超前鉆注、雙液注漿、推進油缸智能化分區(qū)控制及慢速推進等系統(tǒng)，確保地面沉降控制精度在毫米級范圍內，有效地解決了穿越大量房屋群、地下管線和沉降敏感地層對地面沉降控制要求非常高的難題。

便捷的交通網(wǎng)絡點綴著長三角百姓的出行路，不僅突破了區(qū)域發(fā)展瓶頸，讓各地人才充分交流，資源要素加速流動，商貿合作愈加緊密，生產活動生機蓬勃。200臺盾構機正在以前所未有的“加速度”改變著長三角人民的生活，為經濟發(fā)展提供了新的動力，為人民群眾創(chuàng)造了美好生活的新時空。

?(中交天和供圖)

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