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世界最长海底高铁隧道盾构机长沙下线

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科技日报记者 俞慧友 通讯员 李桂香 马婧波

2月26日,超大直径盾构机“甬舟号”在湖南长沙下线。该盾构机即将发往并应用于世界最长海底高铁隧道——宁波至舟山铁路金塘海底隧道工程建设。这一掘进环境极其复杂的隧道工程,将在世界上首次实现超大直径盾构机的海底对接和拆解。


金塘海底隧道西起浙江宁波,东至浙江舟山,全长16.18千米,其中盾构段长11.2千米,最大埋深78米。根据设计,隧道需穿越10万吨级金塘主航道,采用两台盾构机分别从宁波、舟山始发相向掘进,在海底实现超大直径盾构机的对接和拆解,对接精度误差不超过20毫米。

“甬舟号”由中铁十四局集团联合铁建重工集团共同研发,全长135米,总重量4350吨,刀盘开挖直径14.57米,配备特制刀具308把。

该盾构机计划从宁波端工作井出发,独头掘进4940米。掘进路线需下穿23根石油管线、地面建筑物、海堤、码头、主航道等42项风险源,并面对构造复杂的地层及海域环境。路线中,硬岩和软硬不均地层占比近七成,最高强度达200兆帕,区间内要面临14次软、硬地层的交替转换。“差异性极大的长距离穿越,需人工在70米深海底频繁开展高压换刀作业。施工复杂程度、难度和风险在世界范围内罕见。”中铁十四局甬舟铁路项目指挥长胡浩说。


胡浩介绍,针对海底隧道复杂的施工特点,团队对盾构机开展了包括采用重型带压刀盘设计在内的6项创新设计,在世界范围内首次研发应用滚刀磨损智能监测系统,确保刀盘更强的耐磨性和破岩能力,提高掘进工效。

此外,盾构机还应用了目前控制精度最高、技术最先进的导向系统作为设备掘进的“眼睛”,配备了超前地质预报和超前注浆加固等专用设备,对盾构机掘进前方的不良地质进行超前探测和超前加固,保障盾构机在海中对接的精度性和安全性。盾构机采用了双层壳体,便于项目完成后“金蝉脱壳”,实现从内部对盾体的解体的同时,外壳还能对地层起到支护作用,应对海中高压、狭小空间的原位拆解问题。

中铁十四局甬舟铁路项目盾构经理赵大彬则透露,团队还将开展基于数字孪生的长大高铁盾构隧道智能建造及运维关键技术、海域环境长大隧道施工防灾救援体系与关键措施、高水压超大直径盾构海中对接技术等十余项攻关,着力形成大直径盾构地中对接成套关键技术,为未来更多海峡隧道建设形成技术储备。

(科技日报记者 俞慧友 摄)

(来源:科技日报)

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