“深江1号”日均掘进4.5米
在深圳至江门高速铁路珠江口隧道1标段,隧道掘进先锋利器“深江1号”盾构机日均掘进4.5米,日最大掘进12米。从所在的含砾砂岩地层再往前30环,即将进入地质坚硬的花岗岩区域。
为此,施工人员近日正在对这条“巨龙”的“牙齿”——刀片进行全盘更换。更换后,它将继续投入施工,完成最后的攻坚。
深江高铁是我国“八纵八横”高铁网沿海通道的重要组成部分,线路起自新建深圳西丽站,向西经东莞市、广州市、中山市、江门市,接入江门站,正线全长116公里,全线桥隧比达98%。
线路需要跨越珠江口狮子洋海域。全线控制性工程之一的珠江口隧道全长约13.7公里,水下最大埋深达106米,最大水压约1兆帕,是目前我国最深的海底隧道。
隧道设计为单洞双线高速铁路隧道,盾构机开挖直径约13.4米,盾构管片采用9块均分结构设计,封顶块也大于常规设计尺寸,是一条大直径盾构隧道。
不仅如此,它所穿越的地质条件非常复杂,需要穿越淤泥、软弱砂层、极硬基岩凸起等13种地层、5种复合地质、17条断裂带。全断面硬岩掘进长约2.8公里,花岗岩强度最高达124.6兆帕。
针对工程特点,深江高铁珠江口隧道采用“两端盾构+中间矿山”的组合工法施工,两端盾构始发井分别位于江口东侧的东莞市虎门镇、西侧的广州市万顷沙镇,两台量身定制的国产盾构机——“深江1号”“深江2号”应运而生,相向掘进。广州市南沙区则设置斜井,用矿山法从中间往两边施工,连通盾构机开凿的隧道。
盾构施工安全且质量可控
盾构掘进、同步注浆、管片拼装和箱涵拼装,是盾构施工主要的四大工序。每道工序都要遵循相应的标准化作业流程,确保盾构施工的安全和质量可控。
珠江口隧道的管壁由钢筋混凝土浇筑而成的预制管片组成。
面对高水压高腐蚀环境,管片采用密封垫加防腐技术,大大提高了隧道防水、防腐和抗渗性能,同时严控同步注浆工序,隔绝成型隧道与外部水系的联系,实现隧道不渗不漏。
“深江1号”盾构机最前端是其主驱动及中心锥所在处,中心锥连接着刀盘。
其中,主驱动是盾构机最核心、最精密的构件,也是整机耐压系统的关键。“深江1号”盾构机配备了主驱动密封自动保压系统,能有效应对高水压环境的掘进,还增配了油品在线检测系统,实现对主驱动“血液指标”在线检查,确保主驱动核心部件无异常。
技术创新贯穿盾构掘进全过程
为了适应海底工况,“深江1号”采用了多项具有自主知识产权的技术——开挖仓高精度气液压力平衡控制技术,确保海底盾构施工开挖仓的稳定。
信息化、智能化始终贯穿盾构掘进过程。“数字深江”信息化平台实现BIM可视化应用平台和盾构机远程操控,在驾驶室的屏幕上,分别展示着盾构掘进参数实时监控系统、盾构隧道超前地质预报系统、盾构机刀盘及刀具磨损监测系统、主驱动密封监测系统、盾构设备维护管理系统和管片壁后注浆密实度检测系统。
这些系统的数据会回传至BIM可视化应用平台的数字盾构模块,通过数字盾构,实现远程监管大盾构项目的掘进情况。
围绕盾构施工,技术人员从数据采集、应用分析到决策优化,提供一系列支撑服务,实现快速、精准指导盾构掘进施工,保证施工安全。