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“強(qiáng)國號”超大直徑盾構(gòu)機(jī),又有新功能!

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11月20日,由中鐵二十二局與鐵建重工聯(lián)合打造的超大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)“強(qiáng)國號”,在鐵建重工園區(qū)準(zhǔn)備向穗莞深城際“前海至皇崗口岸段三工區(qū)”項目運發(fā)。

中鐵二十二局供圖

“強(qiáng)國號”是目前國內(nèi)最先進(jìn)的超大直徑盾構(gòu)機(jī),被譽(yù)為同類產(chǎn)品的“天花板”和集大成者。“強(qiáng)國號”有哪些新功能?

“‘強(qiáng)國號’總長126米,總重3300噸,采用常壓復(fù)合式刀盤,配備國內(nèi)最先進(jìn)的電氣系統(tǒng)、泥水環(huán)流系統(tǒng)。開挖直徑13.27米,多項配置為全國之最。同時首次在國內(nèi)采用掘進(jìn)開挖管理系統(tǒng),大大提高了盾構(gòu)操作智能化水平,通過精密分析、精確計算掘進(jìn)開挖出土量,可以有效避免盾構(gòu)機(jī)超挖問題。”中鐵二十二局集團(tuán)軌道分公司穗莞深城際項目負(fù)責(zé)人劉自明說。

中鐵二十二局供圖

據(jù)介紹,穗莞深城際前皇段三工區(qū)盾構(gòu)隧道,是深圳市城際鐵路首個大直徑盾構(gòu)隧道。“盾構(gòu)區(qū)間全長3511米,為雙線隧道,具有開挖斷面大、地質(zhì)條件差、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)高、關(guān)鍵技術(shù)多等特點,沿線中高風(fēng)險源28處,下穿管線多達(dá)一百余處,多次上跨、下穿、并行既有線路,施工難度在國內(nèi)盾構(gòu)施工中首屈一指。”劉自明說,盾構(gòu)機(jī)下穿的地層為海沖積至沖洪積平原地貌,靠近深圳灣、深圳河,下穿新洲河,場區(qū)屬于填海造陸區(qū)域,建筑密布。在這種情況下,盾構(gòu)下穿作業(yè),猶如在“豆腐塊”里挖隧道。

然而,采用超大直徑盾構(gòu)機(jī)在上軟下硬地層中掘進(jìn),極易出現(xiàn)地表沉降、刀具磨損等難題。如何在上軟下硬地層中控制掘進(jìn)參數(shù)、判斷刀具磨損及倉內(nèi)狀況,成為盾構(gòu)施工管理的最大難點。

面對挑戰(zhàn),中鐵二十二局集團(tuán)聯(lián)合鐵建重工研發(fā)團(tuán)隊,有針對性地為“強(qiáng)國號”搭載了多項智能化、人性化創(chuàng)新設(shè)計。

針對地層巖體不均勻,裂隙發(fā)育,局部因裂隙密集程度及充填情況差異較大的問題,設(shè)計選用了泥水平衡盾構(gòu)機(jī),靠閉路管路輸送渣土,極大提升了密封性能。

在盾構(gòu)機(jī)刀盤設(shè)計上,研發(fā)團(tuán)隊采用了高耐磨和抗沖擊設(shè)計。“縱深方向開口采用倒錐形設(shè)計,即‘嚴(yán)進(jìn)寬出’結(jié)構(gòu)。”劉自明說,這個設(shè)計利于渣土進(jìn)入泥水艙,達(dá)到提高渣土流動效率的目標(biāo),繼而降低滯磨率。

“強(qiáng)國號”配裝了一系列頂尖的智慧化系統(tǒng),擁有一個“最強(qiáng)大腦”。

“刀盤上的每把滾刀,都配裝了一系列傳感器、簡易信息浮窗和報警系統(tǒng)等一系列裝置。”劉自明說,每把刀具如同長了“眼睛和耳朵”,確保操作人員及時準(zhǔn)確地獲得刀具工作狀態(tài)、磨損情況等信息。

施工作業(yè)及指揮,也全部實現(xiàn)智能化。

據(jù)技術(shù)人員介紹,注漿智能監(jiān)控系統(tǒng)則利用探測雷達(dá)和智能分析軟件,實現(xiàn)隧道壁后注漿圖像自動識別,代替?zhèn)鹘y(tǒng)靠人工、經(jīng)驗進(jìn)行的判斷,實現(xiàn)對壁后注漿的精細(xì)化控制。而在地面盾構(gòu)指揮中心,技術(shù)人員則利用盾構(gòu)施工大數(shù)據(jù)平臺和智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),實現(xiàn)項目智能管理、設(shè)備狀態(tài)智能監(jiān)測、施工風(fēng)險管控、智能輔助掘進(jìn)等功能。

“掘進(jìn)期間,‘強(qiáng)國號’還將采用專業(yè)設(shè)計的控制箱進(jìn)行全站儀的通訊和電源管理,實現(xiàn)真正的無線纜作業(yè)。”劉自明說。

據(jù)悉,全長21.167公里的穗莞深城際前海至皇崗口岸段,途經(jīng)深圳市前海合作區(qū)、南山區(qū)、福田區(qū),建成后,對完善深圳濱海地區(qū)城際軌道骨干網(wǎng)絡(luò),支持前海自貿(mào)區(qū)、東莞濱海新城等重點發(fā)展片區(qū)快速建設(shè),打造粵港澳大灣區(qū)城際鐵路網(wǎng)具有重要意義。

編輯:小鹿

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