日前,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”在铁建重工第一产业园区下线。记者了解到,“强国号”开挖直径13.27米,将用于穗莞深城际“前海至皇岗口岸段”项目工程建设。

        “强国号”超大直径盾构机,作为国内同类型盾构机的“天花板”和“集大成者”,多项配置均为全国之最。“强国号”超大直径盾构机总长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。同时,“强国号”首次在国内采用掘进开挖管理系统,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。

        由中铁二十二局轨道公司参建的穗莞深城际前皇段三工区盾构隧道,是区段内唯一一条大直径盾构隧道,也是深圳市城际铁路的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。

        项目经理刘自明介绍:“盾构机下穿的地层为海冲积,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。盾构下穿,可谓是在‘豆腐块’里挖隧道。”

        为了确保盾构机安全穿越,项目部科技团队决定盾构施工通过前,在地铁3号线隧道两侧采用袖阀管及MJS加固,加固地层,同时在3号线隧道底部预埋袖阀管和跟踪注浆。必要时,也会向有关单位申请,短暂停运地铁,确保施工安全。

        上跨既有线广深港客专深港隧道也是最难风险源之一,广深港客专隧道为盾构隧道,洞径9.6米。“强国号”形成的隧道与广深港客专(深圳段)隧道最小净距仅9.78米。施工前,项目部与广深港客专相关单位进行密切对接,对风险源进行安全评估。盾构机通过注意加强参数的调整,姿态控制、保持平稳通过并及时进行同步注浆和二次注浆,同时建立下穿节点前后21米范围处采取MJS加固,并根据监控量测进行跟踪注浆。项目有关部门还建立了广深港客专监测点,加强监控量测,及时反馈监测结果以指导施工。

        面对工程难点,中铁二十二局联合铁建重工研发团队对“强国号”盾构机进行了一系列针对性设计,以应对本项目长距离穿越上软下硬地层所遇见的难题,同时为该设备搭载了多项智能化、人性化创新设计,为隧道安全施工提供有力保障。

        经过反复研究,项目部弃掉了土压平衡盾构机的方案,选用了泥水平衡盾构机。在盾构机选型上,项目部还充分考虑到了环保问题。泥水盾构渣土改良靠膨润土调节,渣土无污染,经泥水处理系统处理渣土较干,是理想的回填土,土方外运相对方便。

        在盾构机刀盘设计上,项目部科技团队更是加入了很多智慧之处。刀盘采用了高耐磨和抗冲击设计,纵深方向的开口采用倒锥形设计即“严进宽出”的结构,有利于刀盘开挖下来的渣土进入泥水舱,提高渣土的流动效率,继而降低滞磨率;中心区域配置大流量冲洗泵,布置6组共12路大口径冲刷回路,冲刷流速快、流量大,实现高压、分时、分区冲刷,加强对刀盘中心区域的冲刷,防止刀盘中心泥饼的形成。

        “强国号”盾构机采用了国内最先进的泥水环流系统,这套系统采用U形软管式管路延伸系统,能适应更小的转弯半径。它还采用了链轮链条式传动,相比齿轮齿条式传动安装精度要求低,行走过程中不易出现停机情况。“强国号”超大直径盾构机的顺利下线,标志着中铁二十二局将正式迈进超大直径盾构施工领域。