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【人民铁道报】见证中国大直径盾构隧道建设发展历程

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大直径盾构隧道,21世纪中国的又一张新名片。它的推广应用是我国基础设施建设能力跃入世界先进行列的重要标志。在我国,88home必发|home88必发_88必发官网登录是最早参与国内大直径盾构隧道施工建设的企业之一,并连续承建了国内多个大直径盾构隧道标志性工程,见证了中国大直径盾构隧道建设从无到有、从弱到强的发展历程。

 

水下大直径盾构隧道,开启穿江越洋新时代

在盾构隧道施工行业,直径7米以上的隧道称为大直径盾构隧道,12米以上的称为超大直径盾构隧道。水下大直径盾构隧道作为大直径盾构隧道的重要组成部分,代表了当前隧道行业的前沿水平。2004年“万里长江第一隧”——武汉长江隧道的修建将中国水下大直径盾构隧道带入世界领先行列。

2007年12月2日凌晨,这是载入中国隧道建设史的一刻:在攻克复杂地质条件、长距离江底掘进、大断面水下作业、高水压江底施工等难关后,中铁隧道股份公司的建设者们驾驶着“长江一号”大直径泥水平衡盾构机顺利穿越长江,实现了中国隧道工程史上大直径盾构机首穿长江的壮举。

2008年12月29日,这座可抗6级地震和300年一遇洪水、设计使用年限100年的隧道建成通车。它的建成完善了长江交通架构,开创了江上架桥、江面行船、江底通隧的三维立体交通新格局。

继武汉长江隧道之后,中铁隧道股份公司承担了南水北调中线穿黄工程施工任务。

南水北调中线穿黄工程总长19.3公里,其中“万古黄河第一隧”穿黄隧洞全长4250米。施工过程中,盾构机需一次性洞穿黄河。在穿黄隧洞建设过程中,中铁隧道股份公司创造出了多个“全国第一”和“国内之最”。

穿黄隧洞竖井深76.6米、外径21米、内径18米,其地下连续墙结构为国内最深。

穿黄隧洞施工中采用液压双轮铣槽机,一期槽与二期槽间采用铣接头连接,属国内首创。

穿黄隧洞直径9米、整机长80米、重1166吨的泥水加压平衡式盾构机,从深达50米、高水压的圆形竖井内进行始发,在国内尚属首次。

大直径盾构海底隧道是隧道及地下工程的“明珠”,以风险大、技术难、成本高著称。在这一方面,目前我国处于世界先进行列,代表性工程有广深港高铁狮子洋隧道、广州台山核电站取水隧洞等工程。

广深港高铁狮子洋隧道是我国首条水下铁路盾构隧道,也是世界上通行速度最快的水下铁路隧道。隧道全长10.8公里,设计时速350公里。施工过程中,中铁隧道股份公司使用直径11.18米的大直径泥水平衡盾构机进行施工,并在国内首次采用“相向掘进、地中对接、洞内解体”工法,实现了盾构机水下对接、水下解体的隧道施工先例。

在中国海底隧道建设史中,中铁隧道股份公司承担了国内首条海底大直径盾构隧洞——广东台山核电站1号、2号机组海域工程取水隧洞施工任务。该工程使用一台开挖直径9.03米的泥水平衡盾构机进行施工,破解了海底特硬地层及孤石群这一盾构施工难题,掌握了长距离海底盾构掘进、带压进舱换刀等泥水盾构施工关键技术,并创造了单日掘进40.5米、月掘进844.5米的大断面泥水盾构施工全国纪录。工程提前128天贯通,顺利通过核电站国际标杆建设7级验收。

此外,中铁隧道股份公司还承担了杭州地铁1号线三期工程钱塘江隧道、衡阳合江套湘江隧道、杭州沿江大道运河隧道、杭州庆春路过钱塘江隧道、长沙南湖路湘江隧道、长株潭城际铁路湘江隧道以及珠江三角洲水资源配置工程土建B3标、杭州香积寺路西延工程、广州市轨道交通4号线南延段5标、杭州环城北路地下通道等大直径盾构隧道工程施工任务。

 

迈入13米以上级别,挑战超大直径盾构隧道施工

从7米以上大直径盾构隧道,迈入12米以上超大直径盾构隧道,其施工难度呈几何倍数增长。

2015年4月开工建设的佛莞城际铁路3标狮子洋隧道,标志着中铁隧道股份公司正式迈进开挖直径13米以上盾构隧道的行列。

该隧道为单洞双线水下铁路盾构隧道,采用13.61米的超大直径泥水平衡盾构机掘进,施工中需下穿狮子洋,长距离穿越软弱土层、软硬不均、全断面硬岩和破碎带不良地层,是国内在建的最大直径水下铁路盾构隧道、最大水头的水下盾构隧道。正是在这种高难度、高强度、高风险的“三高”施工环境里,中铁隧道股份公司培养了一批能够熟练掌握大直径盾构施工关键技术的工匠人才,破解了水下常压换刀、复杂地层水下长距离掘进等瓶颈难题。

广东省汕头市,在波涛汹涌的苏埃海湾下,中铁隧道股份公司的建设者们驾驶着两台直径超过15米的超大直径泥水平衡盾构机向对岸汕头主城区掘进。

汕头海湾隧道不仅直径大,而且施工建设难度在行业前所未有,其施工中盾构机需穿越震陷软土、液化砂土、花岗岩硬岩突起、孤石等复杂地层。不仅如此,海湾隧道还处于8度地震烈度区。面对诸多世界级施工难题,中铁隧道股份公司的建设者们边施工边探索,在国家级智囊团的支持下,利用有针对性设计盾构机、工艺工法创新优化、严控掘进参数、加强监控量测等技术手段,逐步总结出一整套科学合理的海底超大直径盾构隧道施工技术。

在改革开放最前沿的深圳市,中铁隧道股份公司承担施工了目前国内在建的最大直径盾构隧道——深圳春风隧道。该隧道采用一台直径15.80米中国自主研制的最大直径泥水平衡盾构机进行掘进。

春风隧道盾构区间总长3603米。施工中,中铁隧道股份公司建设者们驾驶的盾构机必须在软硬不均地层中长距离掘进。此外,盾构机还将穿越深圳地铁9号线、深圳站、深圳海关大楼等众多建构筑物。这对中铁隧道股份公司来讲是一次突破自我的挑战,对整个中国大盾构隧道施工的技术和管理来讲也是一次新的突破和尝试。

与此同时,中铁隧道股份公司还承担了深圳妈湾跨海通道、珠三角城际轨道交通穗莞深城际铁路琶洲支线工程、杭州天目山隧道等直径13米以上的超大直径盾构隧道施工任务。

 

穿山越岭,大直径TBM“显神威”

隧道掘进机包含盾构机和TBM两类。一般来说,盾构机在欧洲也被称为TBM,但在中国习惯上将用于软土地层的隧道掘进机称为盾构机,将用于岩石地层的隧道掘进机称为TBM。因此,广泛意义上讲,大直径TBM隧道与大直径盾构隧道同属一类。

我国的TBM施工起始于西康铁路秦岭隧道。随着我国基础设施建设的进一步发展,TBM隧道的直径也向更大方向发展。作为最早引进TBM施工的企业,中铁隧道股份公司拥有雄厚的技术、人才积累,在大直径TBM隧道施工方面具有核心竞争力。当前中国大直径TBM隧道施工领域,由中铁隧道股份公司参建的大瑞铁路高黎贡山隧道是最具代表性的大直径TBM隧道。

在大瑞铁路高黎贡山隧道施工中,TBM需穿越18种不同地层、19条断裂破碎带,仅出口段就需要穿越8种岩性、7条断层,几乎囊括了隧道施工所有不良地质和重大风险。

面对高难度的施工环境,中铁隧道股份公司采用两台TBM进行正洞、平行导洞施工。其中,应用于正洞施工的“彩云号”TBM,长230米、开挖直径达9.03米、重1900吨是我国第一台完全自主研发生产的大直径TBM,填补了我国9米以上大直径TBM研发制造的空白,同时也是当前世界同类型中最先进的TBM。

择高处立、向远处看、寻宽处行。面对发展变化中的市场,中铁隧道股份公司走出了一条符合自身发展的大直径盾构隧道施工专业化道路。

 

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