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1月15日，福建省隧道工程最大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)“廈金號(hào)”于江蘇南通下線。正如其名，后續(xù)該盾構(gòu)設(shè)備將投入廈金大橋（廈門段）主線隧道工程，成為項(xiàng)目地下施工的“開路先鋒”。

現(xiàn)場，隨著紅幕漸漸拉開，“廈金號(hào)”亮出真容。巨大的體型是記者對(duì)它的第一印象——“廈金號(hào)”盾構(gòu)機(jī)總長165米，重約5100噸，開挖直徑16.15米，相當(dāng)于六層樓高，最大開挖面積達(dá)到了204平方米，接近半個(gè)標(biāo)準(zhǔn)籃球場大小；設(shè)備裝機(jī)總功率10997千瓦，稱得上世界一流水平。

“廈金號(hào)”這么大的體型也是因?yàn)樗鼘⒂迷趶B金大橋（廈門段）項(xiàng)目建設(shè)上。廈金大橋（廈門段）項(xiàng)目雖然以“橋”命名，實(shí)際上它的主線是橋梁與隧道相結(jié)合的。據(jù)悉，廈金大橋（廈門段）主線長約17.34千米，其中位于思明區(qū)環(huán)島東路的主線隧道全長3291米，盾構(gòu)段為左右雙線隧道，隧道設(shè)計(jì)直徑15.5米，如此規(guī)模在全省同類型工程中亦屬罕見。

2024年2月，代建單位廈門路橋工程公司聯(lián)合施工單位中鐵十四局集團(tuán)展開隧道工程盾構(gòu)設(shè)備制造工作。歷經(jīng)近1年的時(shí)間，“廈金號(hào)”盾構(gòu)機(jī)正式完工下線。中鐵十四局項(xiàng)目機(jī)電部部長王暉介紹，在經(jīng)過后續(xù)調(diào)試，“廈金號(hào)”將原地進(jìn)行拆解，分成水、陸兩路分批次運(yùn)往廈門施工現(xiàn)場再度組合。預(yù)計(jì)今年5月，“廈金號(hào)”將正式始發(fā)掘進(jìn)。

一組數(shù)據(jù)帶您看它如何在地下做“手術(shù)”

33倍

最高能達(dá)到兩萬噸推力，是搭載“神舟十九號(hào)”運(yùn)載火箭推力的33倍

在刀盤設(shè)備的后方，記者看到了該盾構(gòu)機(jī)的“動(dòng)力源”，28組液壓推進(jìn)油缸沿著盾構(gòu)機(jī)身環(huán)形排列，工作期間最高能達(dá)到兩萬噸推力，相當(dāng)于搭載神舟十九號(hào)載人飛船的長征二號(hào)F遙十九運(yùn)載火箭推力的33倍。

前方刀盤轉(zhuǎn)動(dòng)、后方施壓推進(jìn)，盾構(gòu)機(jī)就是這樣一步步在地下完成掘進(jìn)工作的。“盾構(gòu)機(jī)實(shí)際上是個(gè)集機(jī)、電、液、氣一體的‘結(jié)合體’。除了前端刀盤、推進(jìn)系統(tǒng)外，后方還有控制室、注漿系統(tǒng)等相關(guān)配套，這也是它的體長能達(dá)到一百多米的原因。”王暉說。

20秒

應(yīng)用雙液漿技術(shù)，大大縮短凝固養(yǎng)護(hù)時(shí)間，在全省同類型項(xiàng)目施工中將是頭一回

盾構(gòu)掘進(jìn)為隧道挖出基本輪廓，為降低隧道出現(xiàn)沉降、滲水等情況，通常盾構(gòu)機(jī)上都會(huì)安裝配套注漿設(shè)備。挖掘過程中及時(shí)注入砂漿，相當(dāng)于在隧道周圍形成了一層“保護(hù)殼”，不僅能降低盾構(gòu)掘進(jìn)對(duì)周邊地質(zhì)的影響，還能為已成型的隧道起到穩(wěn)固支護(hù)作用。

據(jù)悉，“廈金號(hào)”盾構(gòu)機(jī)共分布有12路注漿口，所用漿液與傳統(tǒng)“配料”有所不同——“水泥漿+水玻璃”。“傳統(tǒng)盾構(gòu)單液注漿，用的是砂漿，將它注入管片與地層間的間隙后，通常需要6小時(shí)至8小時(shí)等待凝固。而今，我們對(duì)設(shè)備、技術(shù)進(jìn)行了升級(jí)，使其能注入水泥漿和水玻璃的混合漿液。水玻璃的加入相當(dāng)于在水泥漿中混入502膠水，預(yù)計(jì)注漿后初步凝固時(shí)間最快只要20秒。”王暉說。

凝固養(yǎng)護(hù)時(shí)間，從“幾小時(shí)”縮短到“幾秒鐘”，技術(shù)創(chuàng)新使施工效率實(shí)現(xiàn)翻番。據(jù)王暉介紹，雙液漿技術(shù)的應(yīng)用，在全省同類型項(xiàng)目施工中還是頭一回。

無獨(dú)有偶，在“廈金號(hào)”設(shè)計(jì)制造過程中誕生的福建“首例、先例”還有很多。比如“廈金號(hào)”的刀盤開口率達(dá)到42%，通俗來說，整個(gè)刀盤有四成以上的區(qū)域是“鏤空的”，這些空隙主要是為了收集掘進(jìn)時(shí)切削下的碎石，這樣的刀盤型式設(shè)計(jì)在省內(nèi)同類型盾構(gòu)設(shè)備中實(shí)屬罕見；而針對(duì)這些收集下的碎石，項(xiàng)目部為盾構(gòu)機(jī)新增了二次破碎系統(tǒng)，碎石尺寸進(jìn)一步縮小到12厘米以下，更便于出渣環(huán)流系統(tǒng)的通暢，而這也是該技術(shù)在福建公路隧道建設(shè)中的首次應(yīng)用。

144刃

這是盾構(gòu)機(jī)刀盤上的刀刃數(shù)量，使得“廈金號(hào)”這把“手術(shù)刀”足夠鋒利

以一組數(shù)據(jù)能直觀感受廈金大橋（廈門段）隧道工程的建設(shè)難度：雙線超大直徑隧道施工，左右線隧道最小凈距僅5米；盾構(gòu)段78%以上的區(qū)段覆土深度不足一倍洞徑15.5米，屬淺覆土掘進(jìn)，最淺覆土僅為8.1米，沿線穿越基巖凸起等中風(fēng)化巖層且局部存在孤石，中風(fēng)化花崗巖強(qiáng)度最大達(dá)到134.34兆帕。

沿線地質(zhì)軟硬不均，盾構(gòu)掘進(jìn)姿態(tài)控制難，掘進(jìn)過程中易造成“翹頭”風(fēng)險(xiǎn)；覆蓋層薄、洞間距小，稍有偏差就有可能導(dǎo)致地層塌陷、刀盤刀具異常磨損……既有的環(huán)境條件為項(xiàng)目施工提出了極高的要求，每次盾構(gòu)開鑿形如一次“地下手術(shù)”。

好在經(jīng)過近一年的打磨，“廈金號(hào)”這把“手術(shù)刀”已足夠鋒利——通過技術(shù)攻關(guān)，“廈金號(hào)”盾構(gòu)機(jī)刀盤上的刀刃數(shù)量達(dá)到了144刃，同時(shí)配備高硬度、高韌性滾刀，刀具強(qiáng)度增加、旋轉(zhuǎn)軌跡加密，刀盤整體切削性能得到顯著提升。

“地下施工，以肉眼觀察畢竟存在盲區(qū)。對(duì)此，我們還為‘廈金號(hào)’安裝了主驅(qū)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測、盾尾間隙測量等配套系統(tǒng)，它們就好比施工中的‘火眼金睛’，幫助我們實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)精準(zhǔn)控制?！蓖ㄟ^監(jiān)控屏，王暉向記者展示了相關(guān)系統(tǒng)的運(yùn)行模式：在一面三維坐標(biāo)中，盾構(gòu)機(jī)化作了一個(gè)立體指向標(biāo)，所在機(jī)身朝向、掘進(jìn)深度、推進(jìn)點(diǎn)位等信息一目了然；掘進(jìn)過程中，技術(shù)員可以通過觀察這些參數(shù)，對(duì)盾構(gòu)機(jī)機(jī)身、刀頭進(jìn)行微調(diào)，這讓項(xiàng)目施工“毫米級(jí)”精控成為可能。

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