5000米掘進不換刀！“蘇州造”助力世界第二長地鐵建設(shè)
5000米掘進不換刀！“蘇州造”助力世界第二長地鐵建設(shè)
日前，由蘇企中交天和機械設(shè)備制造有限公司研制的“三河號”盾構(gòu)機在常熟成功下線，將應(yīng)用于北京地鐵22號線的掘進工程。
該盾構(gòu)機配有中交天和自主研發(fā)的、獨有超大直徑盾構(gòu)機長距離掘進不換刀技術(shù)，可實現(xiàn)掘進5000米不換刀，將掘進方向誤差控制在±3毫米內(nèi)，有效應(yīng)對地質(zhì)條件復(fù)雜、工程效率要求高等掘進難題，助推工程建設(shè)。
（盾構(gòu)機下線儀式現(xiàn)場）
北京地鐵22號線是目前世界第二長地鐵線，是實現(xiàn)京津冀協(xié)同發(fā)展的重要交通保障線路，是北京與河北之間首條跨省地鐵線路，也是北京市區(qū)域快線網(wǎng)的骨干線路。
項目建設(shè)對于京津冀協(xié)同發(fā)展交通一體化和北京城市副中心發(fā)展建設(shè)具有重要意義。
（盾構(gòu)機下線儀式現(xiàn)場）
不過，北京地鐵22號線河北段盾構(gòu)區(qū)間有14.6 公里，地質(zhì)情況及施工環(huán)境復(fù)雜。
盾構(gòu)機需超長距離穿越細砂、中礫層及圓礫地層，下穿京哈鐵路、京唐鐵路這兩處特級風(fēng)險源；還需水平近距離1.24米側(cè)穿20千伏高壓電塔區(qū)間、豎向近距離10.5米下穿河流等多個一級風(fēng)險源。
同時，還面臨著坡度起伏變化較大、最大坡度約 22.4‰，地層變化頻繁、軟硬交錯，盾構(gòu)機易結(jié)泥餅、彎曲半徑僅350米、因超長距離（部分區(qū)間長度5000多米）掘進導(dǎo)致刀具耗損需多次停機換刀等難題。
“這些難題，對盾構(gòu)機掘進沉降控制、管片拼裝精度、姿態(tài)控制、方向誤差控制等提出了很高要求。”中交天和有限公司工程師張鳳華告訴記者。
（“三河號”盾構(gòu)機）
針對工程的地質(zhì)情況，企業(yè)對盾構(gòu)機進行創(chuàng)新設(shè)計。
“盾構(gòu)機配備的管片拼裝機具有6個自由度，采用無級調(diào)速，不僅滿足每環(huán)拼裝時間小于30分鐘的要求，而且管片拼裝精度提高，精度可控制在3毫米內(nèi)。”張鳳華介紹。
為防止盾構(gòu)的掘進軸線與隧道設(shè)計軸線發(fā)生偏離，每臺盾構(gòu)機配備了38根油缸，油缸分為6個區(qū)，每個分區(qū)配置一個內(nèi)置式行程傳感器。
“這就相當(dāng)于為盾構(gòu)油缸劃定了6個戰(zhàn)區(qū)，哪個方向出現(xiàn)問題，對應(yīng)的戰(zhàn)區(qū)即可第一時間做出調(diào)整，這樣就可以有效控制盾構(gòu)機的掘進姿態(tài)。”張鳳華說。
此外，每臺盾構(gòu)機創(chuàng)新配置帶有內(nèi)置式傳感器的鉸接裝置，盾構(gòu)轉(zhuǎn)彎更加精準(zhǔn)，滿足350米轉(zhuǎn)彎半徑要求；盾構(gòu)機配備了自主研發(fā)的自動導(dǎo)向測量系統(tǒng)和掘進管理系統(tǒng)，自動導(dǎo)向測角精度1秒，測量距離不小于 200 米，可將掘進方向誤差控制在±3毫米內(nèi)；配備獨有超大直徑盾構(gòu)機長距離掘進不換刀技術(shù)，可實現(xiàn)5000米不換刀。
值得一提的是，盾構(gòu)機配置的渣土改良系統(tǒng)、刀盤清洗及注入裝置，在盾構(gòu)機吞吐泥石前將前方掌子面泡得蓬松，讓盾構(gòu)機邊掘進邊“刷牙漱口”，不讓盾構(gòu)機有被“粘牙”的機會，避免掘進施工出現(xiàn)結(jié)泥餅現(xiàn)象，確保盾構(gòu)機具有每天不少于20環(huán)（32米）的掘進速度。
據(jù)悉，中交天和將提供該線所需的全部6臺盾構(gòu)機，6臺盾構(gòu)機將在年內(nèi)陸續(xù)就位。
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