福建省首台双模盾构机成功始发

2019-08-07 943 0

  8月6日,福州地铁4号线林浦站—城门站区间,随着启动令下发,福建省首台,也是中资企业——中交三航局第一台双模盾构机——“三航盾6”成功始发!这名登场的“新成员”代表了国内盾构行业最先进的技术!

  “三航盾6”总长约130米,重500吨,足有两层楼高,有着4086吨推力和2513千瓦的装机功率。为了适应福州地铁4号线复杂的地质条件和极硬岩施工,它将以土压平衡模式登场,掘进824.5米后到达极硬岩带,“变身”为TBM模式,完成硬岩掘进之后又会变回土压平衡模式在隧道的另一头和大家见面。

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  福州地铁4号线林浦站—城门站区间左线全长2183.439米,右线全长2173.981米,两端洞段为全断面的软土,中间洞段为全断面长距离的极硬岩。为了应对这样的特殊情况,盾构中心与研发单位通力合作,开展联合科研攻关,就效率低、单盾护或双盾护TBM无法在复杂地层中掘进等技术难题上进行针对性设计。

  中交三航局厦门分公司盾构中心针对施工要求,在盾构机适应性功能设计上就进行了不下20次的内外部讨论会、验证会、专家论证会,最后才定下一套可行的设计方案。为了给“三航盾6”配备最强的操作团队,分公司举办了盾构机操作工技能选拔大赛。并选送优秀操作人员参加“中国技能大赛”,理论和实践功底双“过硬”的盾构小伙通过层层考核,一举闯入了决赛。

  为了改善在TBM模式下盾构机内部粉尘和高温的问题。大家集思广益,头脑风暴:土仓喷雾系统、豆砾石喷淋系统、橡胶链条挡条、增加二次通风系统功率、再加上空气制冷系统……. “你们这盾构机的环境可以让人睡在里头!”这是法国CEC除尘系统厂家工程师对盾构机内部施工环境设计的评价。


  如此庞然大物,要想让它充分发挥其优势,首先要考虑的,是如何将它从出产地厦门运输到远在福州的施工现场,再准确无误地组装起来,无疑考验着三航局的技术团队们。

  “乾坤大挪移”显然是不现实的。为了便于运输,“巨无霸”被拆解分装在14个大卡车上。其中刀盘、前盾、中盾、盾尾都属于超大件运输。运输组在出发前对厦门至福州的每条线路都进行勘察对比,哪条国道有长距离下坡?哪条高速路出口有超宽车道?最终“定制”出一条最优的运输路线。用技术员的话说:“这要求就像是F1赛道一样精准。”前前后后将近半个月的时间,14车零部件全部安全抵达福州地铁4号线的施工现场。


  而吊装过程直接决定了整个运输流程能否顺利闭合。盾构部件采用吊机由吊装井口逐个送入并安装。井口宽度仅比盾构直径多出一米,用工区长陈细红的话说:“就像把一个硬币吊起来,在毫不碰到边沿的情况下塞进存钱罐里。”每一次吊装的过程,都让现场工作人员捏了一把汗。

  盾构机在富含砂、水的软土段掘进,如果前方土体没有进行加固处理,就好比刨坑游戏,始发时极有可能发生地层沉降,损坏盾构机等都是重大风险源。

  为盾构始发前方地层加固,技术团队采用垂直冻结法加固,相当于在地里放个“大冰柜”,通过密闭管道对地层进行人工制冷,封堵洞门前的地下水,把天然土变成冻土,增加土体的强度和稳定性。材料使用清水、盐水,采用循环冷冻节省资源,环保不污染环境,不浪费地下水资源。

  进到“存钱罐”里的盾构部件还要“穿”上一件“铁布衫”——用钢套筒将整台盾构机严严实实地包裹起来,形成一层强有力的保护罩。这样一来,始发时端头土体哪怕发生地质塌方、涌水涌沙,“三航盾6”都能不受干扰地照常施工。

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  “铁布衫”也将拼装过程中的技术难度大大增加了,每一次拼接都要求一次性安放到位,如需调整就要整件重新吊起,因为套筒内连微调的空间都没有。每吊下一节盾构部件,还得往前推进2、3米的距离,以便给下一节吊下的部件“腾”出位置,等第二节吊下完毕后,第一节再推回拼接,完成一架盾构机的拼接,需要这样进进退退上十几个来回。

  穿上“铁布衫”的“巨无霸”总重超过了700吨,为了让它不仅要“走”得动,还要跟既定轴线严丝合缝,不偏不倚地到达始发洞口。技术攻关小组下了一番苦功夫,不仅参考了福州地铁2号线的盾构机空推技术成果,同时根据盾构参数和施工环境量身定制出专项空推方案:架设轨道,减少盾构机与钢套筒间、钢套筒与地面间的摩擦,再利用8个120吨推力的油缸整体顶推前进,同时前进方向上设有4个油缸控制方向,不断地前进、微调、前进、微调保证盾构机不偏离轴线。

  三航盾6的成功始发标志着国有企业在盾构施工领域的技术和经验又上了一个新的台阶。在接下来的施工中,中交三航局将延续前期建设的良好势头,打好这一前所未有的攻坚战。

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