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超级装备 最聪明盾构机挑战穿海工程

2020-04-21

大众科学 2020年1期
关键词:施工系统

2019年1月18日,海宏号盾构机在大连始发,这一被称为最聪明的盾构机完全由中国研发,为此次施工量身打造。

梭鱼湾,正在建造的中国航母就停泊于此。大连地铁5号线要穿过这个海湾,考虑到巨轮的出入,不能架设跨海桥梁,因此采用海底隧道。但是隧道会穿越一个海底岩溶区域,有上千个溶洞,其中最大溶洞高30米,这使得施工必须一路穿过硬质岩石,夹杂溶洞——地层密度变化大,盾构机更容易歪头、钻偏。而盾构机掘进到溶洞,可能会马失前蹄,栽下去;穿越溶洞还可能引起坍塌或涌水,威胁生命。这次施工国内尚无先例可循,是世界性难题,于是这一超级装备应运而生。

海宏号盾构是目前世界上功能最全的盾构机,核心部件设计全球领先,刀盘直径12.26米,整机长度约158米,总重约2840吨。

那它是如何解决这些世界性的难题的呢?

难题1:

在近50米深的海底掘进,水土压力高,施工人员带压作业,有风险效率低。

破解:设计常压刀舱,让施工人员在常压状态下更换刀具。“这是这台盾构机最先进的地方。走进刀舱,在狭小空间里,刀具都安装在刀筒内,可提出刀筒,升起阀门,更换刀具,整个流程中操作人员都可在刀舱内完成。“以往,换刀要在到刀盘最前端,不但需要专业的潜水减压装置,而且在巨大的压强下,只能工作两个小时。”设计师张国良说,通过常压刀舱的设计就可以彻底解决这个问题。

难题2:

溶洞群多发,最大溶洞相当于30层楼高。尽管已进行了预处理,但仍可能存在风险。……

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