近日,由鐵建重工和中鐵十四局聯(lián)合研制的國產(chǎn)首臺常壓換刀大直徑泥水平衡盾構(gòu)機“沅安號”完成了沅江隧道掘進,隨著“沅安號”盾構(gòu)機刀盤破土而出,標(biāo)志著我國水下盾構(gòu)隧道掘進機械制造、復(fù)雜地質(zhì)條件下盾構(gòu)隧道建造技術(shù)均達到世界先進水平。
據(jù)了解,由中鐵十四局承建的湖南常德沅江隧道是湖南省最大的水下盾構(gòu)隧道,也是千里沅江第一條隧道,隧道位于湖南省常德市沅江一橋與三橋之間,這里河道彎曲,江面寬闊,汛期水位高于城市地面約6米,為典型的“地上河”。
隧道地質(zhì)條件復(fù)雜,盾構(gòu)段總長3360米,其中全斷面卵礫石地層長達3000米,卵石最大強度達到73兆帕,比巖石還要硬一些,磨蝕性強,刀具磨損嚴(yán)重。
該地層富含承壓水,滲透系數(shù)大,水壓高。江中段最大覆土18.2米,最小覆土11.3米,汛期最大水土壓力達5.5倍大氣壓力。始發(fā)端隧道覆土6米,接收端隧道覆土4.6米,均小于盾構(gòu)直徑,盾構(gòu)機始發(fā)和接收的安全風(fēng)險高。
“史上最美盾構(gòu)機”國產(chǎn)首臺常壓換刀大直徑泥水平衡盾構(gòu)機
針對這些地質(zhì)難題,鐵建重工針對性設(shè)計研制的“沅安號”盾構(gòu)機,是國家“863”重大科技專項重點項目,為國產(chǎn)首臺常壓換刀大直徑泥水平衡盾構(gòu)機,具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。
盾構(gòu)機刀盤直徑11.75米,整機長度132米,重達3000噸,刀盤設(shè)計為桃花瓣形,應(yīng)用在桃花源故里,被譽為“史上最美盾構(gòu)機”。
“桃花”綻放:2017年9月24日,“沅安號”橫空出世。萬眾矚目,超高顏值的它,猶如綻放在沅江上的“大桃花”。
載望出征:2017年12月28日,“沅安號”順利始發(fā),肩負重任穿越“湖南第一隧”——常德沅江隧道。
穿隧過江:2018年10月9日,常德沅江隧道工程東線隧道順利貫通,桃花依然美麗綻放
“沅安號”盾構(gòu)機采用自主研發(fā)的常壓換刀技術(shù),常壓更換一把刀具只需40分鐘,比帶壓換刀效率提高了10倍以上,能夠有效避免由工作人員帶壓進行換刀作業(yè)的風(fēng)險,使換刀作業(yè)更安全更快捷,大大提高了作業(yè)效率。此外,高精度氣液壓力平衡控制技術(shù)的應(yīng)用,保證了掘進開挖過程中掌子面持續(xù)高精度穩(wěn)壓控制;大功率泥漿環(huán)流沖刷系統(tǒng)優(yōu)化匹配技術(shù)為系統(tǒng)高效開挖和輸送提供了一體化保障措施,便于靈活操控和實時運行參數(shù)調(diào)整率;出漿口配備的碎石機鑲嵌合金齒,采用液壓驅(qū)動,碎石效率高;集成箱涵同步拼裝技術(shù)使掘進施工過程中可進行預(yù)制箱涵同步拼裝,能夠有效縮短工期。
該設(shè)備整機性能先進可靠,從始發(fā)到貫通設(shè)備完好率始終保持在98%以上,尤其是常壓換刀技術(shù)的成功研發(fā)和應(yīng)用,徹底打破了國外在該領(lǐng)域的技術(shù)壟斷,填補了我國在盾構(gòu)機常壓換刀技術(shù)領(lǐng)域的空白,開創(chuàng)了國內(nèi)大直徑泥水平衡盾構(gòu)機的新篇章。
據(jù)悉,沅江隧道是中國鐵建第一個集合(鐵四院)勘察設(shè)計、裝備制造、施工建造、運營管理為一體的重大民生工程,也是國家第三批PPP示范項目,建設(shè)總概算25.44億元,建設(shè)期3年,運營期25年。
隧道建成后,開車最快可5分鐘過江,對于緩解大橋和航道交通壓力、實現(xiàn)“一江兩岸,協(xié)調(diào)發(fā)展”規(guī)劃將起到巨大拉動作用。
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