科技日報記者 張曄  通訊員 張鳳華 張海鑫

4月7日上午9時58分，經(jīng)過800多個日夜，中國首臺采用自主技術(shù)和多項國產(chǎn)核心部件設計制造的超大直徑盾構(gòu)機“振興號”，成功貫通近3千米的南京和燕路過江通道右線。至此，該項目隧道實現(xiàn)雙線全線貫通，為年底建成奠定堅實的基礎。

以錢七虎為組長，5位中國工程院院士和業(yè)內(nèi)16名專家組成的南京過江隧道技術(shù)專家組一致認為，和燕路過江通道是目前國內(nèi)在建穿越長江最復雜、最困難的大直徑隧道。

解決隧道漏水世界性難題

和燕路過江通道分為左右兩條盾構(gòu)隧道，右線盾構(gòu)隧道全長2976米，隧道施工具有“高”“薄”“險”的特點。“高”是指施工水壓高達0.79兆帕，相當于一個指甲蓋大小承受7.9公斤的重量；隧道覆土“薄”，盾構(gòu)下穿新生河，最小覆土僅5.97米，在江中最低點的覆土厚度也僅有10.25米；“險”是指施工地質(zhì)極其復雜，土巖復合地層掘進距離長達約1865米，并還要穿越5條斷裂帶，為國內(nèi)超大直徑盾構(gòu)隧道之最。

“十隧九漏”，滲漏水現(xiàn)象是困擾世界盾構(gòu)隧道施工的技術(shù)難題。滲漏水不僅影響隧道施工正常進行，增加施工成本，如果處置不當，還會增加隧道運營期的安全風險。

管片上浮問題和拼裝水平直接影響管片拼接質(zhì)量，極易導致滲漏發(fā)生，為此中交天和采取了針對措施，采用增加配重的方式將管片的上浮力與配重產(chǎn)生的重力保持住了動態(tài)的平衡；在上軟下硬地層掘進時，采用提高刀盤轉(zhuǎn)速、降低掘進速度、加強沉降監(jiān)測等方式控制施工；在穿越斷裂帶時，采用預先對斷裂帶注漿加固、優(yōu)化掘進參數(shù)等方式控制風險源；在巖溶段，配備超前探測與超前注漿系統(tǒng)，具備超前探測和處理溶洞的功能等。

與進口盾構(gòu)機不同，“振興號”在功能設計、運輸方式等方面都作出了自主創(chuàng)新。不止于此，在“振興號”的“心臟”——主驅(qū)動上，通過裝設球鉸軸承保證主驅(qū)動在復雜施工環(huán)境下，除伸縮功能外，還能進行擺動等，增強了盾構(gòu)機對于江底復雜施工環(huán)境的適應能力?！罢衽d號”不僅實現(xiàn)了長2976米隧道管片錯邊量均控制在2—3毫米，遠低于12毫米的行業(yè)標準，還創(chuàng)造了盾構(gòu)施工隧道14萬平方米“滴水不漏”的先例。

掘進近3千米 偏差不到1厘米

盾構(gòu)機宛如穿行地下、吞石吐泥的巨龍，刀具就是它的牙齒，對隧道的順利貫通至關重要，特別是在超大直徑盾構(gòu)機穿江過海的過程中。

“振興號”刀盤直徑15.03米，總長135米，重達4000噸，應用了常壓換刀裝置、刀盤伸縮擺動裝置等國產(chǎn)核心部件。

 “振興號”世界范圍內(nèi)首次采用超大直徑盾構(gòu)超長不換刀技術(shù)及刀具全狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。超大直徑盾構(gòu)超長不換刀技術(shù)不僅可為中國盾構(gòu)節(jié)約以億計的成本，還降低了因換刀而導致的隧道坍塌和人身傷害風險。在上軟下硬的砂卵石地層，同等地質(zhì)條件下，超大直徑盾構(gòu)機200米左右就需要更換刀具?！罢衽d號”施工中連續(xù)掘進了1500米而未換刀。在掘進到800米時，刀具最大磨損量僅5毫米，刀具允許磨損量是50毫米；掘進到1500米時，刀具最大磨損量僅9毫米。

刀具全狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，盾構(gòu)機進入不同地質(zhì)層，面對不同掘進環(huán)境，技術(shù)人員通過刀具全狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及時觀察不同特點的46把刀具，防止因刀具異常磨損導致掘進偏離等。截至目前，掘進了2976米與設計圖紙相比線路偏差也不到1厘米，均達到了令人驚嘆的水準。 

 (受訪者供圖)

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