消費日報網(wǎng)訊(記者 汪宏勝)為助力推進粵港澳大灣區(qū)建設(shè)，位于江蘇省常熟市的中交天和機械設(shè)備制造有限公司(下文簡稱：中交天和)為粵港澳大灣區(qū)正在興建眾多大型、特大型工程中的珠海興業(yè)快線、廣州地鐵12號線、深惠城際地鐵大鵬支線工程提供的盾構(gòu)機高達37臺，涵蓋當前國內(nèi)外常用的土壓、泥水、復合式、雙模(土壓/泥水、土壓/TBM、泥水/TBM)、同步掘進等盾構(gòu)機機種。
中國首臺超大直徑同步掘進機砥礪前行
珠海興業(yè)快線隧道工程是未來連通港珠澳大橋和深中通道，把珠海市打造成為“粵港澳交通樞紐”的重要工程。該工程盾構(gòu)隧道長度僅1740米，但地質(zhì)情況極為復雜，其中硬巖段占比超過70%，且為首個國內(nèi)直徑最大雙層疊落盾構(gòu)工程，雙層疊落長約604米，采用盾構(gòu)法施工面臨不少世界級難題。
“興業(yè)號”下線
中交天和為該工程提供中國首臺超大直徑同步掘進拼裝機“興業(yè)號”?！芭d業(yè)號”刀盤直徑15.76米，全長超130米，重約4500噸，攻克了許多世界級難題，采用的同步掘進、創(chuàng)新性主動鉸接等技術(shù)創(chuàng)造了國內(nèi)外同類盾構(gòu)機新高度。實現(xiàn)掘進與拼裝同步，掘進速度較國內(nèi)外同類盾構(gòu)機提高了30-50%；突破國內(nèi)外超大直徑盾構(gòu)機最小轉(zhuǎn)彎半徑約750米極限，把最小轉(zhuǎn)彎半徑控制在450米內(nèi)。
截至目前，“興業(yè)號”已累計掘進330環(huán)，隧道成型660米，穿越淤泥質(zhì)土層、液化砂層、斷裂帶、孤石群、不同強度花崗巖(強度最高達158兆帕)地層及既有隧道、城市主干道等重大風險源8處。不同地層掘進需采用不同類型盾構(gòu)機，淤泥質(zhì)土層、液化砂層一般采用軟土盾構(gòu)機，不同風化程度花崗巖地層一般選用硬巖掘進機(TBM)，而“興業(yè)號”則成功實現(xiàn)一機多用和同步掘進。
“興業(yè)號“掘進中
每臺盾構(gòu)機“個性十足”
廣州位于珠江三角洲沖積平原，屬獨特地質(zhì)斷裂構(gòu)造，素有“地質(zhì)博物館”之稱。廣州地鐵12號線工程全長37.6公里，為廣州城市軌道交通線網(wǎng)構(gòu)架的骨干網(wǎng)線，并將成為廣州第一條無人駕駛地鐵線路。通常情況下，一臺盾構(gòu)機可累計掘進10公里。中交天和為該工程一次性投入并運營盾構(gòu)機22臺，這主要與廣州特殊的地質(zhì)情況有關(guān)。該工程下穿河流、地鐵既有線、村莊和房屋群等風險源，不同區(qū)間地質(zhì)情況和作業(yè)環(huán)境千差萬別，對盾構(gòu)機選型要求各不相同，依靠單一盾構(gòu)機型根本無法完成掘進任務。因此，需因地制宜研發(fā)設(shè)計、量身定制盾構(gòu)機，每臺盾構(gòu)機“個性十足”。
廣州地鐵12線官洲—侖頭站右線隧道貫通
將掘進速度提高3倍
廣州地鐵12號線工程棠溪站——南航新村站區(qū)間地質(zhì)為巖溶發(fā)育復合地層，掘進施工極易引發(fā)滯排和地表沉陷問題。廣州地鐵8、9號線工程在掘進施工時，巖溶發(fā)育復合地層綜合掘進施工速度為日均1.5環(huán)(2.25米)。中交天和通過技術(shù)創(chuàng)新，自主研制新一代土壓/泥水雙模盾構(gòu)機，不僅解決了巖溶發(fā)育復合地層極易引發(fā)滯排和地表沉陷問題，還將掘進速度提高了3倍，達到日均7環(huán)(10.5米)。2022年5月26日，中國巖石力學與工程學會相關(guān)專家親臨現(xiàn)場，近距離考察了新一代土壓/泥水雙模盾構(gòu)機在巖溶發(fā)育復合地層的應用情況，并對應用成果予以高度肯定。希望中交天和不斷創(chuàng)新求新，繼續(xù)尋求土壓/泥水雙模盾構(gòu)機在巖溶發(fā)育復合地層的最佳結(jié)構(gòu)配置，把應用成果推廣到類似工程建設(shè)，確保巖溶發(fā)育復合地層盾構(gòu)隧道實現(xiàn)安全、穩(wěn)定、高效地掘進。
廣州地鐵12號線用三盾構(gòu)機同時下線
應對一切困難和挑戰(zhàn)的“工具包”
深惠城際地鐵大鵬支線工程全長39.4公里，是粵港澳大灣區(qū)城際鐵路網(wǎng)的重要組成部分，也是深圳實施“東進戰(zhàn)略”的有力支撐。該工程地質(zhì)情況非常復雜，盾構(gòu)機不僅要面臨黏土層；強、中、微風化粉砂巖；微風化灰?guī)r等地質(zhì)狀況，還需穿越多條斷裂帶地層、孤石群、高架橋和房屋群等重大風險源。面對復雜地質(zhì)條件和掘進施工難度，中交天不僅提供該工程全部所需14臺開挖直徑為9.13米的盾構(gòu)機，還準備了為應對一切困難和挑戰(zhàn)的“工具包”。
深惠城際地鐵大鵬支線工程所需每臺盾構(gòu)機都被裝上100多把刀，刀具就像人的“牙齒”，用于破石嚼巖。盾構(gòu)機在硬巖、孤石等地層中掘進，刀具磨損非常大。為此，中交天和采用獨有、超長距離不換刀技術(shù)和通過優(yōu)化刀具布局等手段，提高刀具的抗沖擊性和耐磨性。據(jù)中交天和副總工程師、設(shè)計研發(fā)總院院長靳黨鵬介紹：目前，中交天和研發(fā)建造的盾構(gòu)機在灰?guī)r(強度24.3-113MPa)地質(zhì)中掘進施工，每掘進300多米才更換一次刀具，行業(yè)內(nèi)類似地質(zhì)條件下通常每掘進約100米就需更換一次刀具。
深惠城際地鐵大鵬支線盾構(gòu)機下線
針對盾構(gòu)機掘進施工可能遭遇的棘手問題，中交天和科研人員提前謀劃，作了專門考慮和針對性設(shè)計。為盾構(gòu)機配置渣土改良系統(tǒng)、刀盤清洗及注入裝置，在盾構(gòu)機吞吐泥石前將前方掌子面泡得蓬松，讓盾構(gòu)機邊掘進邊“刷牙漱口”，不讓盾構(gòu)機有被“粘牙”的機會，避免掘進施工出現(xiàn)結(jié)泥餅現(xiàn)象。對盾構(gòu)機采用冷凍刀盤技術(shù)，把碎巖層冷凍成一個“罩殼式”安全體，就像為盾構(gòu)機定制一款安全帽，穩(wěn)定周圍地質(zhì)環(huán)境，便于掘進施工，防止隧道塌方。為盾構(gòu)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(nèi)，很好地解決了盾構(gòu)機穿越溶巖地面、斷裂帶、房屋群、地鐵既有線、地下管線及沉降敏感地層對地面沉降控制要求非常高的難題。
“三位一體”體系保障隧道高效建設(shè)
為何僅需一年多時間，中交天和即可讓廣州地鐵12號線、深惠城際地鐵大鵬支線工程所需的龐大盾構(gòu)機群投入掘進?這與中交天和成熟的研發(fā)技術(shù)、強大的建造能力和高效的售后服務的“三位一體”體系密切相關(guān)。目前，中交天和擁有一支近200人的盾構(gòu)機設(shè)計研發(fā)團隊和世界最大、最完善的盾構(gòu)機建造基地，年均研發(fā)和建造盾構(gòu)機160臺以上(最大刀盤直徑超過18米)，幾乎涵蓋TBM、泥水、土壓、雙模、復合式、敞開式、豎向掘進、救援掘進盾構(gòu)機等全部機型。中交天和在各盾構(gòu)隧道工程派駐由盾構(gòu)機長和液壓、電氣、土建、檢測等專業(yè)工程師組成的技術(shù)服務團隊，全天候提供現(xiàn)場保駕服務，提前做好故障風險預測、分析和控制，盾構(gòu)機運行故障率遠低于行業(yè)平均水平。同時，配置配(部)件倉庫，盾構(gòu)機一旦遭遇突發(fā)情況需更換配(部)件，3小時內(nèi)即可滿足需要，極大地提升了盾構(gòu)機的掘進施工效率。
為項目配備的專業(yè)保駕團隊
截止目前，中交天和已相繼為粵港澳大灣區(qū)建設(shè)提供85臺盾構(gòu)機，其中43臺盾構(gòu)機貫通掘進隧道，總長度超過80公里，大機群、多機種盾構(gòu)機將持續(xù)助力粵港澳大灣區(qū)建設(shè)，為粵港澳大灣區(qū)經(jīng)濟社會發(fā)展貢獻智慧和科技力量。
