福州地铁4号线双模盾构实现国内首次洞内模式转换

2020-04-18 来源:人民网

盾构司机正在操作盾构。中交三航局厦门分公司供图 盾构司机正在操作盾构。中交三航局厦门分公司供图

4月16日,福建省首台、同时也是中交集团和三航局首台的双模盾构机——“三航盾6”在厦门分公司承建的福州地铁4号线第3标段10工区林浦站—城门中心站区间(以下简称“林城区间”)683环的位置完成EPB/TBM的模式转换,这是该类型盾构机在国内首次成功完成洞内模式转换。

林城区间左线全长约2183米,右线全长2174米,两端洞段均为软土,中间洞段为硬岩。林城区间隧道施工具有开挖面大、水文地质条件复杂、穿越地层岩石抗压强度高、埋深大、掘进长等难点,尤其是掘进至隧洞中段,全断面微风化熔结凝灰岩,岩层较为完整且强度高,单一模式的盾构机无法满足该区间的施工需求,因此一台能“软硬兼施”的双模盾构机应运而生。

“三航盾6”是首创土压和TBM(岩石隧道掘进机)两种功能模式可同时共存的在线式双模掘进机,开挖直径为6.47米,整机长度125米,总重约650吨,装机功率2547千瓦,足足有两层楼高。和传统的盾构机相比,“三航盾6”既能满足软土地层和极端上软下硬地层掘进,又能满足长距离超硬岩地层掘进的多功能性需求,为隧道快速、高效、可靠施工提供强有力的装备支撑。

“三航盾6”在2019年8月正式投入使用。由于双模盾构的特殊性及林城区间隧道的复杂性,为了确保此次三航局首次盾构EPB/TBM模式转换过程中万无一失,盾构中心认真做好模式转换之前的各项准备工作,邀请国内专家组织召开《双模盾构机模式转换施工方案》论证会,梳理转换过程中可能会存在的各类施工风险及转换模式的技术难点,并提出相应的应急预案和解决方法。

厦门分公司盾构中心结合以往隧道掘进设备设计及使用经验,决定在既定的软硬交接面进行停机,将EPB模式转换为TBM模式,转变模式后盾构机采取敞开模式掘进,适当提高刀盘转速,采取“高转速、低贯入度”方式加强破岩的速度。转换前对盾构中心对相关操作人员进行技术交底培训、模拟模式转换操作教学等基础教育,在模式转换前组织参建各方召开专项条件验收,梳理各项准备工作,确保万无一失。

虽然转换模式之前做足了准备,转换过程依旧遇到了许多困难,其中最大的难点就是可操作的空间极其狭小。要在土仓内空间不到4平方米地方进行焊接工作,对安全和质量来说都是极大考验。盾构中心要求焊工必须每两小时轮班替换,焊接过程利用两台鼓风机、一台二次风机、一台网土仓送风,外加八台轴流风机不间断的将土仓内外空气进行交换,施工条件十分苛刻。

历经360小时,整整15个日日夜夜不间断操作,“三航盾6”正式由EPB模式转换为TBM模式。这种掘进模式的转换将节省70%的人力、物力,极大缩短施工工期,更好地确保盾构隧道施工更快更安全进行。

“三航盾6”的模式成功转换,为后续的第二次模式转换积累了宝贵的经验,标志着厦门分公司盾构施工在技术和经验方面再上新台阶。(黄佳莉 李佳鑫)


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