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国产大盾构助力成渝经济圈轨道交通建设

科技日报记者 张晔 通讯员 张凤华

9月27日,全国首条以齿轨作为运行轨道的高海拔山地轨道项目——“都四快线”传来捷报,中交天和机械设备制造有限公司为该项目提供“蜀光号”“蜀新号”2台盾构机,掘进里程均超过60%,标志着“极限地层”和“盾构机掘进禁区”被成功征服。

为服务成渝地区高质量发展,中交天和不断研发“高、精、尖、新”的工程装备,为成都和重庆提供盾构机70余台套,在多项极限挑战中闯关成功。

在流动的卵石堆里钻洞

“都四快线”起始于成灌高铁都江堰站,终止于阿坝州小金县四姑娘山镇,地质主要为高富水砂卵石、漂石地层,为国内在建卵石地层盾构机掘进难度最大的工程,被业内誉为砂卵石地层的“极限地层”“盾构机掘进禁区”。

中交天和按照“以排为主、破碎为辅、排破并用”思路,对盾构机进行针对性、适应性设计。刀盘开口率40%,配备各型号刀具352把,配置渣土改良系统、带式(无轴)螺旋及稳定输送系统,以应对复杂地质地层掘进。掘进中,实现日均掘进9环(14.4米),单月掘进321环(513.6米),创造富水大粒径卵石、漂石极限地层下掘进新纪录。

国产大盾构助力成渝经济圈轨道交通建设

盾构机掘进中遇到的卵石

在成都地铁17号线项目中,掘进地层卵石含量达75%,且地下水丰富,犹如“在流动的卵石堆里钻洞”。中交天和针对现场地质开展了创造性、适应性设计,配备多个工具包,遭遇卵石则无须破碎,可直接“吞咽”,刀具磨损大幅降低,利用率提升5倍。

国产大盾构助力成渝经济圈轨道交通建设

用于成都地铁17号线的盾构机贯通

在成都地铁17号线盾构施工中,盾构机仅用25天就成功下穿成雅铁路。监测数据显示,铁路桥墩单次最大沉降0.9毫米,完全符合“最大沉降2毫米”的设计控制标准。

国产大盾构助力成渝经济圈轨道交通建设

中交天和研制大开口刀盘

国产大盾构助力成渝经济圈轨道交通建设

中交天和研制的无轴螺旋机

重庆轨道交通15号线为重庆在建轨道交通工程中施工难度较大的项目:盾构隧道段最浅覆土仅为8.5米,40%区域为超浅埋隧道;1.5公里掘进区间平面走向为S形线路,区间高差达55米;下穿100多处风险源。

针对该项目地层地质状况,中交天和定制一套“组合拳”。首先是优化盾构机选型、刀盘刀具设计,让盾构机集超前加固、掘进、出渣等功能于一体,配置533毫米“升级版”刃口滚刀,增强破岩能力,确保连续超长距离掘进不换刀;其次是依托智能化、全方位远程安全监控系统,应对复杂地层地质状况。

国产大盾构助力成渝经济圈轨道交通建设

目前,盾构机在龙俊大道站—两江大道站右线单日最高掘进12环(21.6米)、单月掘进248环(446.4米),刷新“山城”盾构机掘进新速度。

(中交天和供图)