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國際首例海底巖溶地層大盾構(gòu)隧道貫通!穿越溶洞千個,破世界難題
2021-01-12 來源:中國基建資訊 

  1月10日10時21分,由中鐵一局承建的國際首例巖溶地層大盾構(gòu)隧道、我國最長距離硬巖掘進(jìn)大盾構(gòu)隧道、地鐵領(lǐng)域最大直徑海底隧道,大連地鐵五號線火(車站站)~梭(魚灣南站)區(qū)間海底隧道實(shí)現(xiàn)安全貫通。

  這標(biāo)志著我國圓滿攻克大盾構(gòu)下穿海域巖溶地質(zhì)這一“世界性難題”,為全球“穿江越海”隧道中海底巖溶地層、長距離硬巖大盾構(gòu)施工積累了成功經(jīng)驗(yàn)。

  據(jù)了解,大連地鐵五號線全長24.484公里,設(shè)車站18座,其中全線控制性工程火~梭區(qū)間大盾構(gòu)段長2882米,有2310米下穿大連梭魚灣海域。

  該區(qū)間于2019年1月18日始發(fā),在穿海施工中,存在“長、大、高、險”四大難題。

  “長”:在高強(qiáng)度硬巖地層中掘進(jìn)距離長,盾構(gòu)需連續(xù)穿越2882米硬巖地層;

  “大”:環(huán)境風(fēng)險大,大盾構(gòu)下穿航道、碼頭等重要建構(gòu)筑物及交通設(shè)施,有風(fēng)化槽、斷裂帶、軟硬不均地層,遍布灰?guī)r、輝綠巖及鈣質(zhì)板巖,巖石抗壓強(qiáng)度高,最大抗壓強(qiáng)度118兆帕,安全風(fēng)險大;

  “高”:隧道埋深大、水壓高,最大水頭壓力0.5 兆帕,相當(dāng)于在一個雞蛋大小的面積上站立3個人所承受的壓力;

  “險”:隧道穿越1538米巖溶強(qiáng)烈發(fā)育區(qū),勘探發(fā)現(xiàn)大小溶洞1000余個,最大洞高29.8米,溶洞探測、處理難上加險,盾構(gòu)掘進(jìn)要像“排雷”一樣小心翼翼。給建設(shè)者帶來了難以預(yù)料的挑戰(zhàn),被業(yè)內(nèi)專家定性為史無前例的“世界性難題”。

  開工以來,中國中鐵認(rèn)真探索設(shè)計、總包、施工、裝備、制造“五位一體”的工程建設(shè)管理新模式,全力破解深水地下長大隧道這一“世界性難題”,自主研發(fā)、制造出了世界上現(xiàn)有功能最全、技術(shù)最領(lǐng)先的盾構(gòu)機(jī)(直徑12.26米的氣墊式泥水平衡盾構(gòu)機(jī))進(jìn)行穿海施工,并努力開展技術(shù)創(chuàng)新、管理創(chuàng)新,構(gòu)建了智能化信息管理系統(tǒng),實(shí)時指導(dǎo)現(xiàn)場施工。

  特別是針對溶洞地層掘進(jìn)中巖石強(qiáng)度高、刀具磨損嚴(yán)重等情況,建設(shè)者開發(fā)出具有分析功能的盾構(gòu)換刀系統(tǒng)。還研發(fā)應(yīng)用BIM+GIS三維動態(tài)模擬管理平臺、安全質(zhì)量信息化綜合管控平臺、盾構(gòu)集群遠(yuǎn)程監(jiān)控與智能決策支持系統(tǒng)、管片排列線形反演算法隧道線性管控系統(tǒng)等信息化技術(shù),保障大盾構(gòu)安全平穩(wěn)穿越溶洞群。同時,設(shè)立了全國勞模梁西軍創(chuàng)新工作室,大力開展技術(shù)攻關(guān)活動,攻克了海域大盾構(gòu)穿越巖溶發(fā)育區(qū)、大盾構(gòu)密封安全性、大盾構(gòu)高水壓帶壓進(jìn)倉作業(yè)、大盾構(gòu)長距離硬巖掘進(jìn)刀具管理、大盾構(gòu)下穿建構(gòu)筑物沉降控制等風(fēng)險源,安全平穩(wěn)推進(jìn)施工,實(shí)現(xiàn)了海底長距離硬巖地層月掘進(jìn)212米的國內(nèi)最高紀(jì)錄,最終取得“超級穿海”圓滿收官。

  據(jù)悉,大連地鐵五號線建成后,將形成一條南北向的城市快速通道,使梭魚灣至火車站之間從耗時30多分鐘縮短至不足3分鐘,有效緩解地面交通壓力,構(gòu)建“一灣兩岸”的濱海城市新格局。(薛亮 牛榮健 湯佳佳 湯建軍)



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