走進中鐵十四局廣州海珠灣隧道貫通現(xiàn)場，兩臺盾構(gòu)機“龍頭”微探，"臥躺"在接收井內(nèi)，場面頗為壯觀。

兩臺盾構(gòu)機"臥躺"在接收井內(nèi)（劉福昌 攝）

兩臺盾構(gòu)機分別名為“大道先鋒號”“開路先鋒號”，它們猶如“孿生兄弟”，長超百米、重達千噸，開挖直徑均為15.07米，足有5層樓高。但細看之下，兩臺盾構(gòu)機又稍有不同。

“‘大道先鋒號’面板更寬，刀具可以實現(xiàn)常壓更換，而‘開路先鋒號’開口率更大，刀具更多，需要帶壓更換?！敝需F十四局海珠灣隧道項目總工程師黃書華表示，在同一座隧道、同一地質(zhì)情況下，采用完全不同的盾構(gòu)機選型，這在全國尚屬首次。

海珠灣隧道縱跨番禺區(qū)、海珠區(qū)，其中盾構(gòu)段長2102米，以雙管盾構(gòu)隧道形式下穿三枝香水道、洛溪島、珠江瀝滘水道，東、西線隧道最大凈距僅為18.1米，長距離穿越珠江三角洲地區(qū)上軟下硬的復雜紅層地質(zhì)，兩次穿越地層斷裂破碎帶。

“盾構(gòu)機刀盤型式通常分為常壓刀盤、帶壓刀盤2類，盾構(gòu)施工中一般會結(jié)合地質(zhì)條件、同類項目施工經(jīng)驗，綜合考慮配備何種型式刀盤，以確保盾構(gòu)安全、高效掘進?！秉S書華說，這是廣州首次采用15米級盾構(gòu)進行施工，區(qū)域內(nèi)并無同類型盾構(gòu)施工經(jīng)驗可以參考，刀盤的選型一時成為難題。

沒有實踐可以借鑒，那就主動實踐。經(jīng)過系統(tǒng)內(nèi)外權(quán)威人士多方論證后，綜合考慮刀具破巖能力等因素，在確保工程安全的前提下，建設(shè)團隊認為可以采用常壓刀盤和帶壓刀盤對比掘進。

2023年3月，采用常壓刀盤的“大道先鋒號”盾構(gòu)機在西線隧道率先始發(fā)，同年5月，采用帶壓刀盤的“開路先鋒號”盾構(gòu)機在東線隧道緊隨其上。

掘進過程中，項目團隊圍繞“超大直徑盾構(gòu)設(shè)備選型及常壓帶壓刀盤適應性設(shè)計”開展研究，通過盾構(gòu)區(qū)間在泥巖、泥質(zhì)粉砂巖地層中掘進引起的地層沉降變形、刀盤刀具磨損、結(jié)泥餅等問題，對比兩種設(shè)計類型刀盤在華南區(qū)域地層中掘進的優(yōu)劣，同時得出最優(yōu)的掘進參數(shù)設(shè)置值，提出在類似地層中盾構(gòu)刀盤優(yōu)化設(shè)計。

2024年7月，歷時16個月，兩條隧道相繼貫通。據(jù)統(tǒng)計，東線隧道采用的“開路先鋒號”盾構(gòu)機最高月進尺達到324米，這一數(shù)據(jù)也刷新了超大直徑泥水平衡式盾構(gòu)機在華南地區(qū)復合地層的掘進速度紀錄。

“通過同等地質(zhì)對比掘進實踐證明，針對廣州地區(qū)泥質(zhì)粉砂巖地層，帶壓刀盤的適應性更強?！秉S書華說，目前，項目團隊正在圍繞該課題進行總結(jié)，已完成論文4篇，提交專利申請3項，正在編寫工法及研究報告。這項研究為不同參數(shù)和配置的超大直徑盾構(gòu)機的使用、設(shè)計提供不可多得的實驗數(shù)據(jù)和技術(shù)參考，也為華南地區(qū)復合地層超大盾構(gòu)掘進收集了更為齊全的數(shù)據(jù)參數(shù)。

兩條“鋼鐵巨龍”邊挖邊前進，成型隧道也在身后同步延伸，而此時，另一臺不足4米高的掘進機悄然入場，它的任務，是在兩條主線隧道之間，打通6座橫向聯(lián)絡通道。

聯(lián)絡通道施工現(xiàn)場（鄭玉茹 攝）

聯(lián)絡通道是設(shè)置在兩條隧道之間的一條橫向通道，承擔著乘客安全疏散、隧道排水及消防等重要功能。海珠灣隧道主線隧道盾構(gòu)區(qū)間范圍內(nèi)設(shè)6座橫向聯(lián)絡通道，區(qū)間長度在14.8米至18.1米之間。

“以往的聯(lián)絡通道，多采用礦山法開挖，施工控制難度較大、風險大?！秉S書華說，機械法聯(lián)絡通道施工技術(shù)，則為近年來開發(fā)的一種新工藝、新工法，具有施工工期短、作業(yè)環(huán)境安全可控、機械化程度高等諸多特點，具有顯著優(yōu)勢。

工欲善其事，必先利其器。依托主線隧道掘進過程中掌握的地質(zhì)情況等信息，他們量身定制了“海珠灣一號”掘進機，該設(shè)備采用異形分體式設(shè)計，開挖直徑3.86米，由主機、臺車、吊運系統(tǒng)、始發(fā)接收套筒等部分組成。

“主線隧道空間狹小，如何實現(xiàn)聯(lián)絡通道和主線隧道同步高效施工成為我們首要解決的問題?！秉S書華說，他們使用創(chuàng)新型的移動式后配套支撐平臺系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)等，設(shè)備運輸和組裝采用模塊化，設(shè)置吊運系統(tǒng)，直接利用主線隧道管片車運輸施工物料，最低限度影響主線施工。

此外，項目團隊為掘進機配置高精度導向及糾偏系統(tǒng)，能夠滿足聯(lián)絡通道精準對接主隧道施工要求；配置了高強度刀盤、高性能主驅(qū)動，能夠高效破除C60高強度管片；多方位調(diào)整的運輸臺車，實現(xiàn)設(shè)備高效進場、轉(zhuǎn)場，并進行始發(fā)姿態(tài)調(diào)整。

日前，“海珠灣一號”掘進機順利完成首座聯(lián)絡通道，在成型隧道內(nèi)完成“洞中洞”的施工，極大節(jié)省了項目工期，在國內(nèi)實現(xiàn)了同類直徑盾構(gòu)隧道工程首次采用橫向疏散方式進行機械法聯(lián)絡通道施工。

據(jù)悉，海珠灣灣隧道預計2025年建成通車，屆時，海珠、越秀等中心城區(qū)到廣州南站的行程有望縮短至15分鐘，可有力增強廣州南站的集疏運能力，進一步釋放其核心門戶樞紐功能，強化廣州國際綜合交通樞紐地位，提高粵港澳大灣區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施“硬聯(lián)通”水平。

【編輯：佳冰】