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北京日报客户端 | 记者 丰家卫 通讯员 张凤华
正在建设的珠海兴业快线隧道工程是未来连通港珠澳大桥和深中通道,把珠海市打造成为“粤港澳交通枢纽”的重要工程。该工程盾构隧道长度仅1740米,但地质情况极为复杂,其中硬岩段占比超过70%,且为首个国内直径最大双层叠落盾构工程,双层叠落长约604米,采用盾构法施工面临不少世界级难题。
中交天和为该工程提供中国首台超大直径同步掘进拼装机“兴业号”。“兴业号”刀盘直径15.76米,全长超130米,重约4500吨,攻克了许多世界级难题,采用的同步掘进、创新性主动铰接等技术创造了国内外同类盾构机新高度。
截至目前,“兴业号”已累计掘进330环,隧道成型660米,穿越淤泥质土层、液化砂层、断裂带、孤石群、不同强度花岗岩(强度最高达158兆帕)地层及既有隧道、城市主干道等重大风险源8处。不同地层掘进需采用不同类型盾构机,淤泥质土层、液化砂层一般采用软土盾构机,不同风化程度花岗岩地层一般选用硬岩掘进机(TBM),而“兴业号”则成功实现一机多用和同步掘进。
广州位于珠江三角洲冲积平原,属独特地质断裂构造,素有“地质博物馆”之称。广州地铁12号线工程全长37.6公里,为广州城市轨道交通线网构架的骨干网线,并将成为广州第一条无人驾驶地铁线路。通常情况下,一台盾构机可累计掘进10公里。中交天和为该工程一次性投入并运营盾构机22台,这主要与广州特殊的地质情况有关。该工程下穿河流、地铁既有线、村庄和房屋群等风险源,不同区间地质情况和作业环境千差万别,对盾构机选型要求各不相同,依靠单一盾构机型根本无法完成掘进任务。因此,需因地制宜研发设计、量身定制盾构机,每台盾构机“个性十足”。
深惠城际地铁大鹏支线工程全长39.4公里,是粤港澳大湾区城际铁路网的重要组成部分。该工程地质情况非常复杂,盾构机不仅要面临黏土层;强、中、微风化粉砂岩;微风化灰岩等地质状况,还需穿越多条断裂带地层、孤石群、高架桥和房屋群等重大风险源。面对复杂地质条件和掘进施工难度,中交天不仅提供该工程全部所需14台开挖直径为9.13米的盾构机,还准备了为应对一切困难和挑战的“工具包”。
中交天和仅为珠海兴业快线、广州地铁12号线、深惠城际地铁大鹏支线工程提供的盾构机高达37台,涵盖当前国内外常用的土压、泥水、复合式、双模(土压/泥水、土压/TBM、泥水/TBM)、同步掘进等盾构机机种。
针对盾构机掘进施工可能遭遇的棘手问题,中交天和科研人员提前谋划,作了专门考虑和针对性设计。为盾构机配置渣土改良系统、刀盘清洗及注入装置,在盾构机吞吐泥石前将前方掌子面泡得蓬松,让盾构机边掘进边“刷牙漱口”,不让盾构机有被“粘牙”的机会,避免掘进施工出现结泥饼现象。对盾构机采用冷冻刀盘技术,把碎岩层冷冻成一个“罩壳式”安全体,就像为盾构机定制一款安全帽,稳定周围地质环境,便于掘进施工,防止隧道塌方。
截止目前,中交天和已相继为粤港澳大湾区建设提供85台盾构机,其中43台盾构机贯通掘进隧道,总长度超过80公里,大机群、多机种盾构机将持续助力粤港澳大湾区建设,为粤港澳大湾区经济社会发展贡献智慧和科技力量。
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