来源:科技日报

◎ 科技日报记者矫阳

11月20日,由中铁二十二局与铁建重工联合打造的超大直径泥水平衡盾构机“强国号”,在铁建重工园区准备向穗莞深城际“前海至皇岗口岸段三工区”项目运发。

中铁二十二局供图

“强国号”是目前国内最先进的超大直径盾构机,被誉为同类产品的“天花板”和集大成者。“强国号”有哪些新功能?

“‘强国号’总长126米,总重3300吨,采用常压复合式刀盘,配备国内最先进的电气系统、泥水环流系统。开挖直径13.27米,多项配置为全国之最。同时首次在国内采用掘进开挖管理系统,大大提高了盾构操作智能化水平,通过精密分析、精确计算掘进开挖出土量,可以有效避免盾构机超挖问题。”中铁二十二局集团轨道分公司穗莞深城际项目负责人刘自明说。

中铁二十二局供图

据介绍,穗莞深城际前皇段三工区盾构隧道,是深圳市城际铁路首个大直径盾构隧道。“盾构区间全长3511米,为双线隧道,具有开挖断面大、地质条件差、建设标准高、关键技术多等特点,沿线中高风险源28处,下穿管线多达一百余处,多次上跨、下穿、并行既有线路,施工难度在国内盾构施工中首屈一指。”刘自明说,盾构机下穿的地层为海冲积至冲洪积平原地貌,靠近深圳湾、深圳河,下穿新洲河,场区属于填海造陆区域,建筑密布。在这种情况下,盾构下穿作业,犹如在“豆腐块”里挖隧道。

然而,采用超大直径盾构机在上软下硬地层中掘进,极易出现地表沉降、刀具磨损等难题。如何在上软下硬地层中控制掘进参数、判断刀具磨损及仓内状况,成为盾构施工管理的最大难点。

面对挑战,中铁二十二局集团联合铁建重工研发团队,有针对性地为“强国号”搭载了多项智能化、人性化创新设计。

针对地层岩体不均匀,裂隙发育,局部因裂隙密集程度及充填情况差异较大的问题,设计选用了泥水平衡盾构机,靠闭路管路输送渣土,极大提升了密封性能。