在海平面下60多米隧道作业 盾构机高压“换牙”

2018-08-07 16:37:08|来源:经济日报|编辑:郭梦基 |责编:郑思雯

  在海平面下60多米隧道作业 盾构机高压“换牙”

  日前,国内最深过海地铁隧道厦门地铁3号线过海段右线掘进至工法交接点。这是在海平面下60多米海域作业,承受高达5.38个标准大气压条件下的非饱和气压换刀作业,创造了国内过海泥水盾构掘进施工最新纪录。

  经济日报记者在现场看到,1公里多长的隧道尽头,是107米长的盾构机。其头部是7米直径的圆盘,排列了100多个刀头。随着圆盘缓慢转动,盾构机破碎前方的地层,将渣滓排到身后。每掘进一段,盾构机就会停止,延接后面的泥浆管道。高压力的泥浆喷向作业面,渗入前方地层,为刀头创造良好的工作环境。泥浆携带渣滓返回地面,在两个足球场大的钢制水箱里,分离成渣土和再生泥浆。

  项目经理罗进海告诉记者:“海底隧道区间存在孤石群、风化深槽、上软下硬等复杂地层,泥水盾构不仅要过黏土、砂层、卵石层,还要过风化深槽、孤石、硬岩。因此,盾构机刀头尽管是坚固的合金钢,但也会磨损。其中,最难推进的是200米长的花岗岩段,这一段特别费刀。”

  超高强度下的带压换刀作业是过海盾构掘进施工中遇到的最大挑战。“在海平面下60多米的隧道中,盾构机‘换牙’要保证泥水仓内的气压与海底压强相当,才不会让地层垮塌。同时,5.38个标准大气压对作业人员也是一个巨大的考验。”罗进海说。

  据介绍,正常人承受的压力是1个标准大气压,目前国内盾构掘进施工带压换刀作业压力最高不超过3个大气压左右。5.38个标准大气压意味着换刀作业人员身上要承受巨大压力。这不仅考验人的承受力,也对过海段盾构掘进技术提出了极高要求。

  项目建设方中铁一局城轨公司副总经理贺卫国介绍,为保障换刀作业安全和盾构施工顺利推进,项目部邀请了上海打捞局专业深潜作业人员,采取了吸氧减压等多项措施。据统计,带压换刀作业中,工作人员单次正常有效作业时间约35分钟,平均20人次一天才能完成一把刀具的更换任务。

  在项目推进过程中,建设者还开展了多项技术攻关。由于泥水盾构在施工过程中产生大量泥浆,为确保泥水盾构泥浆的零排放及循环再利用,技术人员采用自然沉淀、高速旋流分离、压滤3种方式处理泥浆,将泥浆分为渣土和再利用泥浆,从而实现泥浆零排放、处理后的清水再利用,仅此一项,可节水3500吨。

  据介绍,中铁一局技术人员攻克了长约200米复杂地层条件下掘进施工、强度高达204兆帕全断面花岗岩地层长距离穿越、高水压环境下盾构密封等施工难题,创新了“近海域全断面砂层盾构始发”“洞内盾构机弃壳解体”等多项工艺工法,实现了行业多项技术零的突破。(记者 乔金亮)

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