为“地下航母”配备“数字大脑” 国内首台超大直径同步掘进机“兴业号”掘进进行中

人民网北京12月28日电 (记者杨虞波罗)在珠海兴业快线隧道工程现场,一台重4500吨、超5层楼高的“地下航母”正奋勇掘进,这台“地下航母”,就是由中交天和自主研制的中国首台超大直径同步掘进机“兴业号”,这也是国内首次采用的同步掘进设计。


(资料图片仅供参考)

兴业号下线。受访者供图

据介绍,珠海兴业快线隧道工程是未来连通港珠澳大桥和深中通道,把珠海市打造成为“粤港澳交通枢纽”的重要工程。

该工程盾构隧道长度1740米,但地质情况极为复杂,其中:硬岩段占比超过70%,被称“地质博物馆”,且为首个国内直径最大双层叠落盾构工程,双层叠落长约604米,盾构法施工面临不少世界级难题。因本工程硬岩段的占比超过70%,更能充分发挥“兴业号”同步掘进效果。截止目前,“兴业号”已累计掘进260环,隧道成型520米,历经淤泥质土层、液化砂层、断裂带、孤石群、不同强度花岗岩(强度最高达158兆帕)等地质。不同地层掘进需采用不同类型盾构机,淤泥质土层、液化砂层一般采用软土盾构机、不同风化程度花岗岩地层一般选用硬岩掘进机(TBM),“兴业号”则成功实现“一机多用”和“同步掘进”。

隧道内部。受访者供图

珠海兴业快线隧道是国内直径最大双层叠落盾构工程,双层叠落段长约604米,在全国尚属首例。上下层隧道最近间隔仅6米,对主隧道施工,尤其对管片成圆收敛、管片注浆、土层扰动沉降等质量要求极高。隧道主线与匝道采用双层叠落盾构施工方式,先下后上,同向推进。主线隧道直径15.2米,由“兴业号”掘进,匝道隧道直径11.73米。中交天和创新设计,为盾尾每个注浆系统增设流量、压力控制装置,确保每个区域注浆均匀精准,最终把管片错边量、沉降精度控制在毫米级范围内;自主研制圆度收敛测量系统,做到“一环一检测”。

兴业号内部。受访者供图

隧道设计最小转弯半径仅599.5米,这是超大直径盾构机施工时的最大难题。“兴业号”刀头重约2000吨,在岩层中如何能实现自由转向?对此,中交天和应用主动铰接技术,把超大直径盾构机最小转弯半径控制在450米内,在世界超大直径盾构机施工中尚属首次。中交天和总经理助理、执行总工杨辉介绍:“中交天和设计团队研发主动铰接技术,相当于为刀头加一个关节,既能活动,能承受巨大压力,还能防水防泥。”

与此同时,“兴业号”上配备的“数字大脑”能控制掘进方向和精度。据相关负责人介绍,为适应隧道小半径转弯,隧道单环管片楔形量必须多于常规尺寸60毫米以上。如此大的单环偏转量和先导角度,对盾构机掘进保平及管片拼装累积误差纠偏是个全新考验。

“‘兴业号’配备的‘数字大脑’,用自主巡航技术和管片智能化拼装等全新技术控制掘进方向和精度,实时把各项动态参数传送监控中心,实时监管地层数据反馈链和动态参数调整,及时纠正出现的问题。此外,专家坐镇后台,严格按‘决策指导层、诊断指令层、分析反馈层、操作执行层’四个层级指挥施工,做到‘一环一研判’‘一环一总结’。”该负责人表示。

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