“甬舟号”在湖南长沙下线。(范少文 摄)
昨天,一台刀盘涂装“瑞龙”图案的超大直径盾构机“甬舟号”在湖南长沙下线,刀盘开挖直径14.57米,将应用于世界上最长海底高铁隧道——甬舟铁路金塘海底隧道宁波端工程建设。
“甬舟号”盾构机由中铁十四局集团、铁建重工集团联合研发,全长135米,总重量4350吨,配备特制刀具308把,总装达到世界一流水平。
金塘海底隧道为甬舟铁路全线重点控制性工程之一,隧道西起宁波市鄞州区,东至舟山市金塘镇,全长16.18千米,其中盾构段长11.2千米,最大埋深达78米,隧道穿越10万吨级金塘主航道,采用两台盾构机分别从宁波、舟山始发相向掘进,最终在海底实现对接,精度要求误差不超过20毫米,比一枚五角硬币的直径还小,将实现世界首次超大直径盾构机海底对接并拆解。
据悉,从宁波端工作井出发的“甬舟号”盾构机,将独头掘进4940米,不仅要下穿23根石油管线、各类地面建筑物、海堤、码头、主航道等42项风险源,更要面对构造复杂的地层及海域环境,硬岩和软硬不均地层占比近七成,最高强度达200兆帕。区间内将面临14次软、硬地层的交替转换,差异性极大的长距离穿越需要人工在70米深海底频繁进行高压换刀作业,施工难度极大。
中铁十四局甬舟铁路项目经理胡浩说,针对海底隧道复杂的施工特点,项目团队对盾构机进行了6项创新设计,采用重型带压刀盘设计,比常规刀盘增加滚刀70把,增加重量100多吨,缩小刀间距、增加滚刀数量,在世界范围内首次研发应用滚刀磨损智能监测系统,刀盘耐磨性、破岩能力更强,确保了掘进工效。
“盾构机应用了目前控制精度最高、技术最先进的导向系统作为设备掘进的‘眼睛’,配备了超前地质预报和超前注浆加固等专用设备,可以对盾构机掘进前方的不良地质进行超前探测和超前加固,保证海中对接的精度和安全。”中铁十四局甬舟铁路项目副经理赵大彬说。
此外,盾构机还采用了双层壳体,完成后从内部将盾体解体,同时对地层起到支护作用,应对海中高压、狭小空间的原位拆解。
据了解,围绕金塘海底隧道施工,建设方专门成立攻关团队,梳理出“超大直径盾构海底地中对接全过程成套工艺工法研究”等10余项科研课题,全面推进设备配置、重难技术攻关、高质量隧道等多方面技术研究,为未来我国更多的海峡隧道建设做好技术储备。
全长约77公里的甬舟铁路建成通车后,将结束舟山不通铁路的历史,补齐浙江省“省域1小时高铁交通圈”和“市市通高铁”最后一块短板,对于完善铁路网布局,推动沿线旅游业发展,实现宁波舟山一体化、同城化发展,加快舟山及宁波融入“一带一路”和长江经济带等具有重要意义。