科技日?qǐng)?bào)記者 張曄?通訊員?張鳳華

近日，由中交天和自主研發(fā)制造、用于上海機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線工程的“東方號(hào)”超大直徑盾構(gòu)機(jī)完成接收，實(shí)現(xiàn)該工程浦東段最長(zhǎng)區(qū)間隧道（張江站—度假區(qū)站）順利貫通。

至此，在上海機(jī)場(chǎng)聯(lián)絡(luò)線工程中，中交天和自主研制的3臺(tái)超大直徑盾構(gòu)機(jī)“東方號(hào)”“明珠號(hào)”“虹浦號(hào)”均已順利完成掘進(jìn)任務(wù)。未來(lái)，乘客往來(lái)虹橋、浦東兩大機(jī)場(chǎng)的通行時(shí)間將由原來(lái)的2小時(shí)縮減至40分鐘。

【資料圖】

截至目前，中交天和已相繼為長(zhǎng)三角一體化研制和投入了近200臺(tái)不同直徑、類型各異的盾構(gòu)機(jī)，其中，約130臺(tái)盾構(gòu)機(jī)已完成現(xiàn)場(chǎng)掘進(jìn)作業(yè)，掘進(jìn)貫通的隧道總長(zhǎng)度已超過(guò)200公里。

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國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)打隧道“零滲漏”

長(zhǎng)三角地區(qū)是中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展最活躍、開(kāi)放程度最高、創(chuàng)新能力最強(qiáng)的區(qū)域之一，在國(guó)家現(xiàn)代化建設(shè)大局和全方位開(kāi)放格局中具有舉足輕重的戰(zhàn)略地位。

“東方號(hào)”“明珠號(hào)”“虹浦號(hào)”是由中交天和自主研制的孿生“三兄弟”，刀盤(pán)直徑均為14.04米、總長(zhǎng)114米、總重約3174噸，采用刀具光纖磨損檢測(cè)及中交天和獨(dú)有超長(zhǎng)距離掘進(jìn)不換刀（在高承壓水粉砂地層可實(shí)現(xiàn)連續(xù)掘進(jìn)7000米不換刀）等先進(jìn)技術(shù)，整機(jī)國(guó)產(chǎn)化率達(dá)98%以上。

為確保超大直徑盾構(gòu)機(jī)高效掘進(jìn)，中交天和為每臺(tái)盾構(gòu)機(jī)配備了一支專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì)。技術(shù)團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，依托可視化智慧施工系統(tǒng)、BIM協(xié)同管理平臺(tái)等智能化手段，對(duì)周邊環(huán)境、地質(zhì)變化等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和精確分析，及時(shí)調(diào)整盾構(gòu)機(jī)切口壓力、掘進(jìn)速度和泥水參數(shù)等，確保掘進(jìn)施工平穩(wěn)有序。

目前，三臺(tái)超大直徑盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)隧道的管片錯(cuò)臺(tái)、管片間隙均控制在3毫米內(nèi)，管片上浮量控制穩(wěn)定，地表沉降控制在3毫米內(nèi)，掘進(jìn)貫通約60萬(wàn)平方米的隧道內(nèi)壁幾近完美地做到了“零滲漏”。其中，“虹浦號(hào)”創(chuàng)造了超大直徑盾構(gòu)機(jī)最高日掘進(jìn)32米及最高月掘進(jìn)650米的世界紀(jì)錄。

國(guó)內(nèi)最難隧道是這樣貫通的

2023年是長(zhǎng)三角一體化發(fā)展上升為國(guó)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(yùn)輸一體化有力推進(jìn)，越織越密的高速公路和高鐵網(wǎng)，讓長(zhǎng)三角成為我國(guó)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(gòu)機(jī)“振興號(hào)”掘進(jìn)貫通的南京和燕路過(guò)江通道通車運(yùn)營(yíng)，至目前車流量累計(jì)超過(guò)1500萬(wàn)輛，單日最大車流量超過(guò)8.8萬(wàn)輛，對(duì)完善區(qū)域交通網(wǎng)絡(luò)、促進(jìn)長(zhǎng)三角一體化、構(gòu)建南京都市圈具有重大意義。

南京和燕路過(guò)江通道盾構(gòu)隧道工程具有“高、薄、險(xiǎn)”等顯著特征，被錢七虎等多名院士和知名專家認(rèn)為是國(guó)內(nèi)難度最大的盾構(gòu)隧道工程之一。其所承受的水壓高達(dá)0.79兆帕，相當(dāng)于一個(gè)手指甲需承受7.9公斤重量；盾構(gòu)機(jī)下穿新生河流，最薄覆土厚度5.97米；隧道地質(zhì)狀況極其復(fù)雜，土巖復(fù)合地層掘進(jìn)總長(zhǎng)約1865米，還需穿越5條大型斷裂帶，為國(guó)內(nèi)超大直徑盾構(gòu)隧道工程之最。

南京和燕路過(guò)江通道的順利通車，得益于國(guó)產(chǎn)超大直徑盾構(gòu)機(jī)的研制和水下隧道施工技術(shù)的發(fā)展。中交天和自主研制的刀盤(pán)直徑15.03米的“振興號(hào)”盾構(gòu)機(jī)，先后穿越了長(zhǎng)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(gòu)機(jī)掘進(jìn)施工14余萬(wàn)平方米“滴水不漏”的世界先例，在世界工程建設(shè)史上極為罕見(jiàn)。

“振興號(hào)”是國(guó)內(nèi)首臺(tái)采用自主技術(shù)和多項(xiàng)國(guó)產(chǎn)核心零部件設(shè)計(jì)建造的復(fù)合地層超大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)。科研人員在主驅(qū)動(dòng)裝設(shè)球鉸軸承，保證主驅(qū)動(dòng)伸縮與擺動(dòng)功能，增強(qiáng)對(duì)復(fù)雜掘進(jìn)環(huán)境適應(yīng)能力，實(shí)現(xiàn)2976米長(zhǎng)隧道管片錯(cuò)邊量控制在2—3毫米，遠(yuǎn)低于12毫米行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，還創(chuàng)造了超大直徑盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)3千米與設(shè)計(jì)線路相差不足1厘米的業(yè)內(nèi)奇跡。

量身定制盾構(gòu)機(jī)可防坍塌

杭州機(jī)場(chǎng)軌道快線設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)速120公里，不僅連接杭州西站、杭州東站及蕭山機(jī)場(chǎng)等重要交通樞紐，實(shí)現(xiàn)各大交通樞紐的快速互通互聯(lián)，未來(lái)還將與多條在建或規(guī)劃中的地鐵線路實(shí)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(jī)場(chǎng)軌道快線自主研制6臺(tái)直徑7.14米土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，掘進(jìn)穿越的主要地質(zhì)為砂質(zhì)粉土、砂質(zhì)粉土夾粉砂、粉砂夾砂質(zhì)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(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件和極高的掘進(jìn)施工難度，中交天和準(zhǔn)備了為應(yīng)對(duì)一切困難和挑戰(zhàn)的“工具包”。

針對(duì)杭州機(jī)場(chǎng)軌道快線掘進(jìn)施工可能遭遇的棘手問(wèn)題，中交天和科研人員統(tǒng)籌考慮，提前謀劃，為盾構(gòu)機(jī)作了許多針對(duì)性甚至前瞻性設(shè)計(jì)。配置刀盤(pán)清洗及注入裝置，讓盾構(gòu)機(jī)邊掘進(jìn)邊“刷牙漱口”，不讓盾構(gòu)機(jī)有被“粘牙”的機(jī)會(huì)，避免掘進(jìn)施工出現(xiàn)結(jié)泥餅現(xiàn)象。采用冷凍刀盤(pán)技術(shù)，把碎巖層冷凍成一個(gè)“罩殼式”安全體，就像為盾構(gòu)機(jī)定制一款安全帽，穩(wěn)定周圍地質(zhì)環(huán)境，防止隧道出現(xiàn)坍塌，便于組織連續(xù)性掘進(jìn)施工。為盾構(gòu)機(jī)配置超前鉆注、雙液注漿、推進(jìn)油缸智能化分區(qū)控制及慢速推進(jìn)等系統(tǒng)，確保地面沉降控制精度在毫米級(jí)范圍內(nèi)，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(duì)地面沉降控制要求非常高的難題。

便捷的交通網(wǎng)絡(luò)點(diǎn)綴著長(zhǎng)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(dòng)，商貿(mào)合作愈加緊密，生產(chǎn)活動(dòng)生機(jī)蓬勃。200臺(tái)盾構(gòu)機(jī)正在以前所未有的“加速度”改變著長(zhǎng)三角人民的生活，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供了新的動(dòng)力，為人民群眾創(chuàng)造了美好生活的新時(shí)空。

?（中交天和供圖）

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