大連地鐵掘進(jìn)中的核心設(shè)備——盾構(gòu)機(jī)目前正緊張地掘進(jìn)于地下。作為地鐵建設(shè)中的明星,盾構(gòu)機(jī)的迷人之處在于它所經(jīng)之處身后都會(huì)留下光整、已砌好的混凝土隧道。目前已經(jīng)在大連地下掘進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)共有兩臺(tái),其中的一臺(tái)就是由大連自己的企業(yè)大連重工·起重集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的。
精準(zhǔn):盾構(gòu)機(jī)不“跑偏” 幾公里偏差僅有幾毫米
2010年12月5日零時(shí)前后,大連地鐵首臺(tái)盾構(gòu)機(jī)第一批組件分6車(chē)由重工·起重集團(tuán)泉水廠區(qū)陸續(xù)運(yùn)抵大連地鐵1號(hào)線港灣廣場(chǎng)站,在吊裝結(jié)束之后,這臺(tái)盾構(gòu)機(jī)開(kāi)始了它與大連地鐵結(jié)緣的生命歷程。
“盾構(gòu)機(jī)的工作原理就是通過(guò)盾構(gòu)油缸作用在后面已經(jīng)安裝的‘管片’上,反力使盾構(gòu)機(jī)向前前進(jìn)。同時(shí),壓驅(qū)動(dòng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn),通過(guò)滾刀、削刀挖掘沙土或者軟巖,使之前進(jìn)。形象比喻,就像鉆頭一樣,鉆床在后面給力,鉆頭往前前進(jìn)?!贝筮B重工·起重集團(tuán)有限公司設(shè)計(jì)研究院掘進(jìn)機(jī)室主任、高級(jí)工程師柴榮峰稱(chēng)。所謂管片,就是盾構(gòu)機(jī)走過(guò)的路程身后形成的如有規(guī)則拼圖一般的鋼筋混凝土隧道里其中一片混凝土的叫法。這些有弧度的管片,6片首尾相接剛好形成一個(gè)外直徑達(dá)6米、內(nèi)徑5.4米的環(huán),而這些管片組成的環(huán)正是盾構(gòu)油缸作用力的著力點(diǎn)。盾構(gòu)油缸把力作用在盾構(gòu)機(jī)尾部的管片上,反力就使盾構(gòu)機(jī)向前前進(jìn)。這些管片每片寬1.2米,因此盾構(gòu)機(jī)每掘進(jìn)一環(huán)就是向前掘進(jìn)了1.2米。“管片屬于預(yù)制件,盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行掘進(jìn)時(shí)管片已經(jīng)預(yù)先備好,并由它自身攜帶。盾構(gòu)機(jī)每推進(jìn)1.2米,機(jī)器就會(huì)停下來(lái)在尾部自動(dòng)砌上一環(huán)。在重工·起重設(shè)計(jì)研究院,記者看到關(guān)于盾構(gòu)機(jī)是如何在尾部自動(dòng)砌管片的3D動(dòng)畫(huà)演示。一環(huán)中的6塊管片被機(jī)器自動(dòng)操作一塊一塊地拼上,在5塊管片拼接上時(shí),這個(gè)環(huán)狀“拼圖”即將形成,而最后一塊管片,則是帶有弧度的楔形管片,“楔形管片能夠有效地把前5塊管片擠死,產(chǎn)生強(qiáng)大的固定力。 ”柴榮峰講解說(shuō)。
記者了解到,為適應(yīng)地下多變的地質(zhì)情況,這些管片和管片之間有特殊的密封材料,能夠起到防水防滲的效果。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)走過(guò)千米之后,它身后都會(huì)留下接近千米的由一環(huán)環(huán)管片組成的“隧道長(zhǎng)廊”。這些固定力已經(jīng)很強(qiáng)大的管片最后還將由工人為其擰緊螺栓進(jìn)一步加固。
由重工·起重生產(chǎn)的這臺(tái)被稱(chēng)為“大連1號(hào)”的盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)度83米,重量500多噸。這樣一個(gè)“大家伙”在地下掘進(jìn)的精度卻相當(dāng)之高,幾公里偏差僅有幾毫米。柴榮峰說(shuō),“這主要是得益于自動(dòng)導(dǎo)向系統(tǒng),盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)每一環(huán)都會(huì)根據(jù)設(shè)定的路線隨時(shí)糾偏,根據(jù)這一環(huán)計(jì)算下一環(huán)怎么走,隨時(shí)都在糾正。就像GPS系統(tǒng)一樣,打完一個(gè)隧道的偏差度可能僅為1~2度。
這樣一個(gè)“大家伙”還會(huì)在地下進(jìn)行彎道掘進(jìn)。因?yàn)槎軜?gòu)機(jī)的刀盤(pán)四周都有推進(jìn)油缸,如果往右轉(zhuǎn),左邊推進(jìn)油缸的力就大點(diǎn),右邊推進(jìn)油缸力小點(diǎn)。而且盾構(gòu)機(jī)尾部所用的管片有專(zhuān)門(mén)的轉(zhuǎn)彎環(huán),管片是帶有一定角度的。右轉(zhuǎn)環(huán)和左轉(zhuǎn)環(huán),哪個(gè)管片在哪個(gè)位置都會(huì)嚴(yán)絲合縫。
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