近日,罗宾斯完成了一台独特的单护盾硬岩隧道掘进机的生产和测试。这台设备将用于修复当今世界最长的连续隧道的其中一段。这条长达137公里的隧道,就是纽约城的德拉瓦输水道,每天为纽约提供约50%的饮用水。2017年2月, 来自纽约环境保护部门(NYDEP)、 咨询所McMillen Jacobs (MJ)、合资承建商Kiewit-Shea(KSC)的代表来到罗宾斯俄亥俄州索伦的工厂,见证了这台设备的工厂验收测试。
罗宾斯单护盾修复世界上最长的隧道
这台罗宾斯的单护盾掘进机为德拉瓦输水道开挖一条长3.8公里的隧道取代目前一段破裂老化的隧道。据统计,目前德拉瓦输水道每天渗漏约7500万升的水进哈迪逊河。调查发现德拉瓦输水道隧道衬砌的裂缝十多年前就已经出现了。经过几次自动水下航行器检测显示,这些裂缝是稳定的,且老化的隧道段不能再修复。所以,纽约市决定在河下开挖一条新的隧道取代这条破裂老化的隧道。
罗宾斯单护盾修复世界上最长的隧道
为了绕过破裂老化隧道段开挖新隧道,罗宾斯设计制造了这台可以安全在水压30巴下,能开挖掘进不同硬岩地质的,直径6.8米的单护盾掘进机。德拉瓦输水道建于1944年, 工作人员记录的地下水流入7.5到1500万升。因为这个特殊的隧道位于哈迪逊河183米以下的位置, 巨大的水流压力需要独特的隧道开挖技术。
由于输水道修复段困难的地质和较大水流, 掘进机必须攻克这些挑战。困难地质解决方案(DGS)功能,包括强大的钻探、灌浆和进水控制系统已经融入到设备的设计中,以克服预期的挑战。“其中一个独特的性能,就是让这台掘进机变成可封闭式的舱壁,允许开挖室密封起来。”KSC隧道经理Niels Kofoed说,“我们希望在掘进中,一旦遇到地下水涌水(分流)从隧道的掘进部分引起环空水泥浆的冲刷,这将会是一个关键特性。只要封闭舱壁,阻隔地下涌水,预制衬砌的二次灌浆就可以执行。这样就能有效地切断水流的分流路径。”
罗宾斯项目经理马Martino Scialpi i进一步指出,“这台掘进机设计有9500升/分钟的脱水能力。设备在护盾里配有两个钻头,可通过刀盘16个不同位置钻探,加上在管片安装器上的第三个钻头,可通过护盾的14个位置专探。钻头和开挖前的预灌浆将变成日常工作来控制和减少涌水。”此外, 如果需要,遇到锤子般的高压大水量,在水压高达20巴下, 超前钻会在掌子面前60到100米处钻探地质。
为了提供给掘进机提供始发和收回, 承建商会分别在这条新隧道的起点纽约的纽堡镇和终点纽约的华平格镇建两个深竖井。项目本身有限的施工空间也给掘进机的安装和始发带来挑战。罗宾斯和承建商KSC紧密合作以确保掘进机的部件设计和大小的在承建商的起重机系统承重范围内,并可以通过长270米深、狭窄的竖井。一旦组装,这台机器预计将在2017年秋开始掘进。
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