8月19日，在深江鐵路珠江口隧道施工現(xiàn)場，由中鐵十四局負責的“深江1號”盾構(gòu)機，順利抵達海底106米處，完成既定3590米掘進任務(wù)。這是中國盾構(gòu)水下掘進的最深紀錄，也是中國高鐵盾構(gòu)隧道到達的海底最深紀錄。

現(xiàn)場人員慶祝盾構(gòu)機抵達106米（宋明駿 攝）

全長13.69公里的珠江口隧道是深江鐵路重點控制工程，采用礦山法+盾構(gòu)法組合施工。其中，中鐵十四局采用一臺開挖直徑13.42米的“深江1號”盾構(gòu)機，從東莞虎門向廣州南沙方向掘進3590米。掘進過程中，盾構(gòu)機先后穿越13種地層、5種復(fù)合地質(zhì)，全斷面硬巖掘進長達2.75公里，花崗巖強度最高達124.6兆帕，還連續(xù)穿越17條斷裂帶，區(qū)間工程復(fù)雜的水文及地質(zhì)條件，為工程帶來了極大的難度。

隧道盾構(gòu)段最低點位于珠江口水面下106米，具有埋深大、水壓高的特點，最低點最大承受水土壓力可達10.6巴，相當于指甲蓋大小的面積上承受10.6公斤的壓力，稍有不慎就會出現(xiàn)主驅(qū)動密封承壓不足、盾尾密封滲漏等風險。同時，該區(qū)域為F1分支斷裂帶影響范圍，巖層破碎、裂隙發(fā)育，容易出現(xiàn)掌子面易失穩(wěn)、坍塌風險，并且斷層內(nèi)破碎塊石容易卡死刀盤，造成刀具異常損壞導(dǎo)致異常停機風險。此外，盾構(gòu)機掘進到最低點時，累計進尺超3公里，長距離下坡狀態(tài)、大埋深掘進為設(shè)備排污、物料運輸、通風、降溫等盾構(gòu)施工造成了極大困難。

管片拼裝手復(fù)緊管片螺栓（劉福昌 攝）

針對施工難題，項目團隊量身定制了“深江1號”盾構(gòu)機，總長130多米，總重3800噸，開挖直徑13.42米。刀盤上涂有的“醒獅”元素，是廣東地區(qū)文化發(fā)展的獨特代表，也賦予“深江1號”以“神獸”保駕護航、奮勇前行、勇奪佳績的寓意。盾構(gòu)機配置了常-帶壓重型復(fù)合刀盤、可伸縮主驅(qū)動、雙層殼體，同時集成了高效重載物料運輸、盾尾間隙測量、管片自動選型及浮動檢測、隧道通風制冷等一系列智能化系統(tǒng)，尤其是盾構(gòu)機配置了主驅(qū)動密封自動加壓系統(tǒng)，密封承壓能力達到1.2兆帕，同時對盾構(gòu)機盾尾密封進行針對性設(shè)計，采用“4道盾尾刷+1道鋼板束”的盾尾密封結(jié)構(gòu)，確保盾構(gòu)機在超高水壓、超大埋深、裂隙發(fā)育的不良地質(zhì)段連續(xù)、穩(wěn)定、安全掘進。

項目團隊加強智能建造技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，采用刀具磨損監(jiān)測系統(tǒng)、HSP超前地質(zhì)預(yù)報技術(shù)、管道自動焊接機器人等精益建造技術(shù)，集中開展超高水壓、長距離硬巖掘進刀具快速更換、海底小空間盾構(gòu)機原位拆解等7項的科技創(chuàng)新研究課題。針對受斷裂帶影響盾構(gòu)機掌子面易坍塌風險，項目團隊加密HSP超前地質(zhì)預(yù)報，結(jié)合地勘精確研判識別盾構(gòu)前方掌子面地層情況，同時合理設(shè)置掘進參數(shù)，嚴格控制，降低貫入度，關(guān)注扭矩波動，設(shè)置合適的切口壓力，保證掌子面穩(wěn)定。項目團隊還通過自主研發(fā)的盾構(gòu)機刀盤及刀具磨損監(jiān)測系統(tǒng)，對刀盤面板的磨損和溫度、滾刀的旋轉(zhuǎn)、溫度及磨損量的實時監(jiān)測，根據(jù)采集到的參數(shù)，結(jié)合掘進過程中扭矩、推力等掘進參數(shù)變化，實時判斷刀盤刀具磨損情況，做到精準換刀，避免大規(guī)模抽刀檢查，減少刀具異常磨損風險，極大地提高了施工效率。

目前，項目先后申請發(fā)明專利5項、實用新型專利7項，形成工法2項，發(fā)表論文17篇，也為同類地層施工積累了寶貴經(jīng)驗。

珠江口隧道盾構(gòu)段成型隧道（劉福昌 攝）

據(jù)悉，深江鐵路位于粵港澳大灣區(qū)中心，是全國“八縱八橫”高速鐵路網(wǎng)沿海通道的重要組成部分，建成開通后有利于打造粵港澳大灣區(qū)半小時生活圈、經(jīng)濟圈，深圳的前海自貿(mào)片區(qū)與廣州的南沙自貿(mào)片區(qū)將實現(xiàn)半小時高鐵互聯(lián)互通。

【編輯：劉佳】