消费日报网讯(记者 汪宏胜)为助力推进粤港澳大湾区建设，位于江苏省常熟市的中交天和机械设备制造有限公司(下文简称：中交天和)为粤港澳大湾区正在兴建众多大型、特大型工程中的珠海兴业快线、广州地铁12号线、深惠城际地铁大鹏支线工程提供的盾构机高达37台，涵盖当前国内外常用的土压、泥水、复合式、双模(土压/泥水、土压/TBM、泥水/TBM)、同步掘进等盾构机机种。
中国首台超大直径同步掘进机砥砺前行
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仅1740米，但地质情况极为复杂，其中硬岩段占比超过70%，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，采用盾构法施工面临不少世界级难题。
“兴业号”下线
中交天和为该工程提供中国首台超大直径同步掘进拼装机“兴业号”。“兴业号”刀盘直径15.76米，全长超130米，重约4500吨，攻克了许多世界级难题，采用的同步掘进、创新性主动铰接等技术创造了国内外同类盾构机新高度。实现掘进与拼装同步，掘进速度较国内外同类盾构机提高了30-50%；突破国内外超大直径盾构机最小转弯半径约750米极限，把最小转弯半径控制在450米内。
截至目前，“兴业号”已累计掘进330环，隧道成型660米，穿越淤泥质土层、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)地层及既有隧道、城市主干道等重大风险源8处。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)，而“兴业号”则成功实现一机多用和同步掘进。
“兴业号“掘进中
每台盾构机“个性十足”
广州位于珠江三角洲冲积平原，属独特地质断裂构造，素有“地质博物馆”之称。广州地铁12号线工程全长37.6公里，为广州城市轨道交通线网构架的骨干网线，并将成为广州第一条无人驾驶地铁线路。通常情况下，一台盾构机可累计掘进10公里。中交天和为该工程一次性投入并运营盾构机22台，这主要与广州特殊的地质情况有关。该工程下穿河流、地铁既有线、村庄和房屋群等风险源，不同区间地质情况和作业环境千差万别，对盾构机选型要求各不相同，依靠单一盾构机型根本无法完成掘进任务。因此，需因地制宜研发设计、量身定制盾构机，每台盾构机“个性十足”。
广州地铁12线官洲—仑头站右线隧道贯通
将掘进速度提高3倍
广州地铁12号线工程棠溪站——南航新村站区间地质为岩溶发育复合地层，掘进施工极易引发滞排和地表沉陷问题。广州地铁8、9号线工程在掘进施工时，岩溶发育复合地层综合掘进施工速度为日均1.5环(2.25米)。中交天和通过技术创新，自主研制新一代土压/泥水双模盾构机，不仅解决了岩溶发育复合地层极易引发滞排和地表沉陷问题，还将掘进速度提高了3倍，达到日均7环(10.5米)。2022年5月26日，中国岩石力学与工程学会相关专家亲临现场，近距离考察了新一代土压/泥水双模盾构机在岩溶发育复合地层的应用情况，并对应用成果予以高度肯定。希望中交天和不断创新求新，继续寻求土压/泥水双模盾构机在岩溶发育复合地层的最佳结构配置，把应用成果推广到类似工程建设，确保岩溶发育复合地层盾构隧道实现安全、稳定、高效地掘进。
广州地铁12号线用三盾构机同时下线
应对一切困难和挑战的“工具包”
深惠城际地铁大鹏支线工程全长39.4公里，是粤港澳大湾区城际铁路网的重要组成部分，也是深圳实施“东进战略”的有力支撑。该工程地质情况非常复杂，盾构机不仅要面临黏土层；强、中、微风化粉砂岩；微风化灰岩等地质状况，还需穿越多条断裂带地层、孤石群、高架桥和房屋群等重大风险源。面对复杂地质条件和掘进施工难度，中交天不仅提供该工程全部所需14台开挖直径为9.13米的盾构机，还准备了为应对一切困难和挑战的“工具包”。
深惠城际地铁大鹏支线工程所需每台盾构机都被装上100多把刀，刀具就像人的“牙齿”，用于破石嚼岩。盾构机在硬岩、孤石等地层中掘进，刀具磨损非常大。为此，中交天和采用独有、超长距离不换刀技术和通过优化刀具布局等手段，提高刀具的抗冲击性和耐磨性。据中交天和副总工程师、设计研发总院院长靳党鹏介绍：目前，中交天和研发建造的盾构机在灰岩(强度24.3-113MPa)地质中掘进施工，每掘进300多米才更换一次刀具，行业内类似地质条件下通常每掘进约100米就需更换一次刀具。
深惠城际地铁大鹏支线盾构机下线
针对盾构机掘进施工可能遭遇的棘手问题，中交天和科研人员提前谋划，作了专门考虑和针对性设计。为盾构机配置渣土改良系统、刀盘清洗及注入装置，在盾构机吞吐泥石前将前方掌子面泡得蓬松，让盾构机边掘进边“刷牙漱口”，不让盾构机有被“粘牙”的机会，避免掘进施工出现结泥饼现象。对盾构机采用冷冻刀盘技术，把碎岩层冷冻成一个“罩壳式”安全体，就像为盾构机定制一款安全帽，稳定周围地质环境，便于掘进施工，防止隧道塌方。为盾构机配置超前钻注、双液注浆、推进油缸智能化分区控制及慢速推进等系统，确保地面沉降控制精度在毫米级范围内，很好地解决了盾构机穿越溶岩地面、断裂带、房屋群、地铁既有线、地下管线及沉降敏感地层对地面沉降控制要求非常高的难题。
“三位一体”体系保障隧道高效建设
为何仅需一年多时间，中交天和即可让广州地铁12号线、深惠城际地铁大鹏支线工程所需的庞大盾构机群投入掘进?这与中交天和成熟的研发技术、强大的建造能力和高效的售后服务的“三位一体”体系密切相关。目前，中交天和拥有一支近200人的盾构机设计研发团队和世界最大、最完善的盾构机建造基地，年均研发和建造盾构机160台以上(最大刀盘直径超过18米)，几乎涵盖TBM、泥水、土压、双模、复合式、敞开式、竖向掘进、救援掘进盾构机等全部机型。中交天和在各盾构隧道工程派驻由盾构机长和液压、电气、土建、检测等专业工程师组成的技术服务团队，全天候提供现场保驾服务，提前做好故障风险预测、分析和控制，盾构机运行故障率远低于行业平均水平。同时，配置配(部)件仓库，盾构机一旦遭遇突发情况需更换配(部)件，3小时内即可满足需要，极大地提升了盾构机的掘进施工效率。
为项目配备的专业保驾团队
截止目前，中交天和已相继为粤港澳大湾区建设提供85台盾构机，其中43台盾构机贯通掘进隧道，总长度超过80公里，大机群、多机种盾构机将持续助力粤港澳大湾区建设，为粤港澳大湾区经济社会发展贡献智慧和科技力量。
