中隧集团:站在盾构施工技术领域的前沿

慧聪工程机械网   2004-05-21 14:31   来源:中国工程建设网

盼望已久的武汉长江隧道工程年内可望动工,社会各届给予了极大关注。 2004年3月25日,武汉长江隧道工程设计采购施工总承包中隧集团联合体在武汉签订联合协议,中铁隧道集团、铁道第四勘测设计院、武汉市市政建设集团

盼望已久的武汉长江隧道工程年内可望动工,社会各届给予了极大关注。


2004年3月25日,武汉长江隧道工程设计采购施工总承包中隧集团联合体在武汉签订联合协议,中铁隧道集团、铁道第四勘测设计院、武汉市市政建设集团公司、武汉市城市建设规划院、奥地利D2咨询公司本着“强强联合,优势互补,开拓市场,打造品牌”的原则,积极开展前期筹备工作。


联合体负责人介绍,早在工程论证阶段,铁道第四勘测设计院就已接受有关单位委托负责前期勘察工作,并取得丰富的第一手资料。而接连获得“全国优秀施工企业”、“全国用户满意施工企业”称号的中铁隧道集团则是我国知名的隧道工程专业化机械化施工队伍,常年奋战在我国盾构施工前沿。这个隶属于中国铁路工程总公司的专业化施工企业对于武汉长江隧道工程已经进行了充分的准备。


城陵矶长江隧道:挑战国家“西气东输”工程的“咽喉”


湖南城陵矶长江隧道全长2756米,盾构施工段1711米,是目前穿越长江隧道中最长的一条,地质围岩破碎,透水性强,需从29条断层中通过。因而被称为“长江第一长隧”。


为解决穿越长江河道这个难题,中铁隧道集团经过详细地质勘探,决定借鉴英吉利海峡跨海隧道施工经验,采用泥水盾构机开挖,并成立沉井施工、盾构始发、泥水处理、管片生产等多个科技攻关小组,围绕一系列施工难题展开科技攻关活动。


过江隧道竖井距离长江大堤外侧80米,要在汛期来临之前完成沉井封底,但工程所处地段粉细砂层较厚,为沉井封底带来困难。技术人员通过地质改良,多段式注浆等手段,有效解决了这一难题,提前9天完成隧道沉井段封底。


盾构机始发是施工难题,他们先后完成对洞门密封装置、始发基座、推力环等8种部件的优化。盾构机前后只用20天就实现始发成功,令在场的德国专家也感到惊讶。


继成功穿越长江大堤后,盾构机继续前进。截至2004年4月18日,城陵矶长江隧道南岸盾构施工已成功掘进1300米,剩下只有400米的工作量。穿越长江已是指日可待。


中铁隧道集团项目负责人介绍,通过城陵矶长江隧道施工,他们对长江的地质、水文、河底冲刷等情况有了更深刻了解,对过江隧道施工有了更大把握。


重庆长江隧道:保护三峡库区千万人饮用纯净水源


目前重庆主城污水大多直接排放到长江,年底这一历史将彻底改变。


2004年4月21日,重庆市政府在南滨路举行“主城排水工程年底通水试运行”誓师大会,中铁隧道集团等参建各方立下“军令状”:奋战250天,实现两江断污。


主城排水工程是目前重庆市最大的市政环保工程,随着三峡工程正式下闸蓄水、通航、发电,这一工程将直接关系到库区水污染能否得到有效治理。


这项工程总投资近37亿元,每天可处理污水150万吨。鉴于三峡水污染防治的需要,国家要求把工期从2005年底提前一年到今年底完成。


主城排水工程将在两江四岸修建四条管道,截住主城区所有污水。一部分污水送往唐家沱污水处理厂,一部分污水经过初步处理后通过过江隧道,输送到南岸鸡冠石污水处理厂。专家分析,过江隧道是整个环保工程成败的关键。


2004年3月12日,重庆过江隧道盾构机在《中隧之歌》雄壮有力的乐曲声中,从长江南岸向北岸徐徐推进。主城排水工程关键性工程——过江隧道吹响了百日征战的号角。


重庆市副市长赵公卿参加了盾构机掘进仪式,他对施工筹备表示满意,并要求市政府有关部门全力配合,按期建成过江隧道。


自2003年进场施工以来,中铁隧道集团克服了竖井深度大和泥岩、砂岩等不良地质,安全、优质、按期完成了65米竖井、80米辅助隧道施工任务,保证了盾构机的组装、调试和始发,为盾构机百日内成功穿越长江做好了各项准备。


据介绍,根据排定日期,6月底前盾构机穿越长江,925米的过江隧道将实现贯通。


目前,盾构机按照计划掘进,情况表明一切正常。


长大隧道施工:采用世界先进TBM技术出类拔萃


业内人士都知道,中铁隧道集团在我国隧道建设史上具有里程碑意义,创造多项全国纪录,代表了我国隧道施工的综合水平,尤其在采用世界先进技术修建长大隧道方面更是出类拔萃。正是如此,中国土木工程协会隧道及地下工程分会目前已挂靠在中铁隧道集团。


2004年2月20日,中共中央、国务院在北京隆重举行2003年度国家科学技术奖励大会。中铁隧道集团等单位参加的重大科研成果“秦岭特长铁路隧道修建技术”荣获国家科学技术进步一等奖,标志着我国在隧道建设的工程规模和总体水平进入了世界先进行列,该创新成果在我国隧道、地铁工程、水利工程及高速铁路地下工程等技术领域有着广阔的推广应用前景。之前,秦岭隧道刚刚获得鲁班奖和詹天佑大奖。


西安安康铁路秦岭特长隧道全长18456米,采用世界先进的TBM施工。这台专门为秦岭隧道“量身定做”的掘进机全长256米,刀盘直径达8.8米,集机、电、液等多学科、多门类于一体,是高科技的综合体现。


经过实践,中隧集团很快掌握了这一先进技术,解决了各种复杂的电气故障。科技攻关小组适时对机械进行状态监测和评估,保证了设备的正常运行,创造了最高月掘进达528米的纪录,提前一个月实现隧道贯通。


接着,中铁隧道集团又征战在西安南京铁路磨沟岭长大隧道。


这里存在大面积的断层和软弱围岩破碎带,施工风险很大,类似地质条件下世界上失败的例子曾多次出现,导致隧道被毁,线路改线严重后果。


为了推动以TBM工法为技术支撑的专业化发展,中隧集团推行掘进机配件的国产化来提高机时利用率,还巧妙利用工序转换,采取强制性保养等办法,做到了推进和保养两不误。


在此基础上,他们发挥“TBM诊断和状态检测站”的功能,在掘进过程中设立上百个监测点进行全天候跟踪取样监测,成功预报了多次事故隐患。在整个隧道掘进中,TBM累计运转11345小时,设备完好率达到95%。


2002年6月,中铁隧道集团承担的“TBM电气液压系统故障诊断技术的研究”、“TBM刀盘下部底咋清理设备的研制”等部级科研项目顺利通过铁道部鉴定,TBM技术成果达到国际先进水平。


专家介绍,TBM和盾构技术是一个运行原理,不过前者是敞开式,后者是封闭式作业而已。


21世纪:中隧集团走向盾构技术时代


21世纪是地下空间大开发世纪。


中铁隧道集团以铁路工程领域起家,经过二十年发展,目前已广泛涉足城市地铁、公路、市政、水工领域,尤其在地铁领域已熟练掌握盾构技术,并积极参与国家“863计划”盾构机研制,目前已取得先进成果,正在向样机阶段转化。


他们并不是现在才进入盾构市场。早在上世纪80年代中期,中铁隧道集团已参与北京地铁建设,并因采用暗挖法修建复兴门折返线而使我国城市建设进入了一个新时代。


接着,他们通过地铁复八线试验段证明,在北京第四纪冲洪积压层可以修建大跨度地铁车站,首次提出“梁式基础盖挖逆作法”、“洞桩墙暗挖逆作法”施工新方法,成功修建地铁天安门东站和西站,并成功打破国际公认的跨度与埋深比不能小于1:1的标准,创造了1:0.6的世界纪录。


此时,中铁隧道集团已敏锐地感到盾构技术在城市地铁建设中的运用前景。他们创造的隧道上半断面插刀盾构技术通过北京市鉴定,并成功申报国家专利。


1999年,中铁隧道集团科技大会明确提出盾构机研制的科研开发计划;2000年,他们与铁道部签订“盾构机关键技术研究”科研项目;2001年,他们再次与铁道部签订“盾构机研制”科研项目。


经过前期的技术储备后,他们从德国引进两台复合式盾构机,成功修建广州地铁二号线越三区间盾构工程,在复杂地质条件下创造出月掘进405米的国内最高纪录,并在盾构机管片、后配套设备等配套产品开发方面取得突破。他们乘胜进军南京地铁市场,顺利从南京玄武湖隧道下穿过,而两者间的最小距离仅1米,这是目前国内地下工程相交的最小距离。接着,他们继续进军深圳地铁、北京地铁四号线等盾构施工市场。


在进行地铁施工的同时,中隧集团在为盾构机的国产化和构筑盾构技术开发研制平台而努力。施工与制造相结合,双方形成互动,必将提升企业的市场竞争力。


2003年4月,国家863计划先进制造与机器人技术领域隧道掘进机技术发展战略研讨会在中铁隧道集团召开。会议决定由3至4家核心企业和院校组成盾构机技术中心,同时组建动态技术联盟,以提升我国在地铁领域的总体技术水平。通过国家搭建的重大科研项目平台,我国企业必将加快科技创新步伐,提升参与国际建筑市场的竞争能力。

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