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盾构机隧道上浮的国际难题解决了!
湖北日报 2024-07-01 22:15:45

通讯员 钱琳运

国父隧道位于孟加拉国吉大港市卡纳普里河入海口处,如两条“巨龙”,并行穿过卡纳普里河底,连接卡纳普里河东西两岸。路线全长9.3公里,设计时速为80公里,双洞4车道,其中盾构隧道段长2450米,隧道直径11.8米,隧道在水下18至43米的深度建造,完全采用中国标准设计、中国装备施工、中国企业管理。隧道管片由中国交建统一预制,采用中国交建自主研发制造的泥水平衡盾构机,盾构机刀盘直径12.12米,长94米,总重2200余吨。

2019年4月1日凌晨5点,盾构机姿态超限警报突然响起,“埋头钻岩”的盾构机似乎想要钻出地面。这次预警,意味着施工可能面临盾构机姿态控制异常和隧道上浮。“这是大直径水下盾构隧道施工的国际性难题,我一直担心的问题还是出现了。”时任项目负责人韩晓明说。

团队连夜测量发现,隧道在56环后出现明显上浮现象,若不及时制止,盾构机将在卡纳普里河中央穿出一个大洞,隧道将面临河水回灌和塌方的重大危险。团队立即召开专题会讨论盾构机姿态调整事宜。“调整分区压力、控制泥浆比重、提高同步注浆黏稠度、加强二次注浆……”一系列使盾构机回归正轨的指令从监控中心传向盾构操作室,但隧道上浮之势依旧,甚至由于受力不均匀,局部管片出现了细微的错台。

国内外专家、同济大学攻关小组、项目技术中心……无数行业专家连夜上线,汇集在信息监控中心。技术专家们通过对56环到100环间的地质结构和盾构机形态详细分析,终于找到隧道上浮的原因。“盾构机提前进入复合地层,这里上层像豆腐一样软,下层却像钢铁一般硬。”韩晓明解释。“盾构机在这类复合地层中掘进时,刀盘切削面的上方‘一往无前’,而下方却顶推不动,盾构机头极易向地层较软的上方偏移,盾构机姿态逐渐失控。”他说。

经过专家组的论证,项目团队决定采用主动加固地层为主、给盾构机增加自重为辅的方式进行调整。经过数日的计算模拟,一个“双管齐下”的方案逐渐形成。“我们一方面采用三重管高压旋喷桩,将海绵一样的滩涂地层注满混凝土,把一碰就碎的‘豆腐’变得像‘冻豆腐’一样硬;再将450根高压旋喷桩打在两个长14米、宽14米的加固区内,牢牢压住盾构机。”韩晓明说,“我们还重新给盾构机设定前进参数,在掘进中逐步纠正姿态。”

盾构姿态调整期间,盾构操作室电话频繁响起。操作员刘朝波回忆:“操作指令一道接着一道。我们全神贯注,不敢有丝毫的懈怠。区压控制精确到小数点后一位,盾构姿态关注每一毫米,真正做到了锱铢必较、毫米必争。”

终于,屏幕上大片数据由红转绿。“稳定了,稳定了!”盾构操作室和信息监控中心响起了热烈的欢呼声。随着盾构机稳步进入加固区,盾构姿态逐渐恢复了正常。盾构机上浮的世界级难题,在国父隧道建设过程中得到圆满解决。

责任编辑:陈玉萱
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