中國水運網(中國水運報)官方網站刊登消息——《福建省首臺雙模盾構機成功始發》,聚焦中交三航局參建的福州地鐵4號線工程——
8月6日,福州地鐵4號線林浦站—城門站區間,隨著啟動令下發,福建省首臺,也是中資企業——中交三航局第一臺雙模盾構機——“三航盾6”成功始發!這名登場的“新成員”代表了國內盾構行業最先進的技術!
“三航盾6”總長約130米,重500噸,足有兩層樓高,有著4086噸推力和2513千瓦的裝機功率。為了適應福州地鐵4號線復雜的地質條件和極硬巖施工,它將以土壓平衡模式登場,掘進824.5米后到達極硬巖帶,“變身”為TBM模式,完成硬巖掘進之后又會變回土壓平衡模式在隧道的另一頭和大家見面。
福州地鐵4號線林浦站—城門站區間左線全長2183.439米,右線全長2173.981米,兩端洞段為全斷面的軟土,中間洞段為全斷面長距離的極硬巖。為了應對這樣的特殊情況,盾構中心與研發單位通力合作,開展聯合科研攻關,就效率低、單盾護或雙盾護TBM無法在復雜地層中掘進等技術難題上進行針對性設計。
中交三航局廈門分公司盾構中心針對施工要求,在盾構機適應性功能設計上就進行了不下20次的內外部討論會、驗證會、專家論證會,最后才定下一套可行的設計方案。為了給“三航盾6”配備最強的操作團隊,分公司舉辦了盾構機操作工技能選拔大賽。并選送優秀操作人員參加“中國技能大賽”,理論和實踐功底雙“過硬”的盾構小伙通過層層考核,一舉闖入了決賽。
為了改善在TBM模式下盾構機內部粉塵和高溫的問題。大家集思廣益,頭腦風暴:土倉噴霧系統、豆礫石噴淋系統、橡膠鏈條擋條、增加二次通風系統功率、再加上空氣制冷系統……“你們這盾構機的環境可以讓人睡在里頭!”這是法國CEC除塵系統廠家工程師對盾構機內部施工環境設計的評價。
如此龐然大物,要想讓它充分發揮其優勢,首先要考慮的,是如何將它從出產地廈門運輸到遠在福州的施工現場,再準確無誤地組裝起來,無疑考驗著三航局的技術團隊們。
“乾坤大挪移”顯然是不現實的。為了便于運輸,“巨無霸”被拆解分裝在14個大卡車上。其中刀盤、前盾、中盾、盾尾都屬于超大件運輸。運輸組在出發前對廈門至福州的每條線路都進行勘察對比,哪條國道有長距離下坡?哪條高速路出口有超寬車道?最終“定制”出一條最優的運輸路線。用技術員的話說:“這要求就像是F1賽道一樣精準。”前前后后將近半個月的時間,14車零部件全部安全抵達福州地鐵4號線的施工現場。
而吊裝過程直接決定了整個運輸流程能否順利閉合。盾構部件采用吊機由吊裝井口逐個送入并安裝。井口寬度僅比盾構直徑多出一米,用工區長陳細紅的話說:“就像把一個硬幣吊起來,在毫不碰到邊沿的情況下塞進存錢罐里。”每一次吊裝的過程,都讓現場工作人員捏了一把汗。
盾構機在富含砂、水的軟土段掘進,如果前方土體沒有進行加固處理,就好比刨坑游戲,始發時極有可能發生地層沉降,損壞盾構機等都是重大風險源。
為盾構始發前方地層加固,技術團隊采用垂直凍結法加固,相當于在地里放個“大冰柜”,通過密閉管道對地層進行人工制冷,封堵洞門前的地下水,把天然土變成凍土,增加土體的強度和穩定性。材料使用清水、鹽水,采用循環冷凍節省資源,環保不污染環境,不浪費地下水資源。
進到“存錢罐”里的盾構部件還要“穿”上一件“鐵布衫”——用鋼套筒將整臺盾構機嚴嚴實實地包裹起來,形成一層強有力的保護罩。這樣一來,始發時端頭土體哪怕發生地質塌方、涌水涌沙,“三航盾6”都能不受干擾地照常施工。
“鐵布衫”也將拼裝過程中的技術難度大大增加了,每一次拼接都要求一次性安放到位,如需調整就要整件重新吊起,因為套筒內連微調的空間都沒有。每吊下一節盾構部件,還得往前推進2、3米的距離,以便給下一節吊下的部件“騰”出位置,等第二節吊下完畢后,第一節再推回拼接,完成一架盾構機的拼接,需要這樣進進退退上十幾個來回。
穿上“鐵布衫”的“巨無霸”總重超過了700噸,為了讓它不僅要“走”得動,還要跟既定軸線嚴絲合縫,不偏不倚地到達始發洞口。技術攻關小組下了一番苦功夫,不僅參考了福州地鐵2號線的盾構機空推技術成果,同時根據盾構參數和施工環境量身定制出專項空推方案:架設軌道,減少盾構機與鋼套筒間、鋼套筒與地面間的摩擦,再利用8個120噸推力的油缸整體頂推前進,同時前進方向上設有4個油缸控制方向,不斷地前進、微調、前進、微調保證盾構機不偏離軸線。
三航盾6的成功始發標志著國有企業在盾構施工領域的技術和經驗又上了一個新的臺階。在接下來的施工中,中交三航局將延續前期建設的良好勢頭,打好這一前所未有的攻堅戰。