(通訊員劉福昌)12月，冬日暖陽。在南京建寧西路過江通道工程現(xiàn)場(chǎng)，“創(chuàng)新號(hào)”盾構(gòu)機(jī)內(nèi)一片繁忙景象——戴上安全帽，走數(shù)十級(jí)臺(tái)階下井，再乘擺渡車深入正在掘進(jìn)的隧道深處，比5層樓還高的大盾構(gòu)機(jī)豁然呈現(xiàn)在眼前，規(guī)律的轟鳴聲嗡嗡作響。“聽到這樣的聲音，我們就安心了，說明盾構(gòu)機(jī)正在全速掘進(jìn)，一切運(yùn)行正常。”建寧西路過江通道A1標(biāo)項(xiàng)目機(jī)電部部長(zhǎng)盛正楊說。
建寧西路過江通道又被稱為南京長(zhǎng)江大橋的“姊妹通道”，兩者距離僅2400米。因此，自立項(xiàng)起，建寧西路過江通道就肩負(fù)著分流長(zhǎng)江大橋交通壓力、緩解長(zhǎng)久以來過江擁堵難題的重任。據(jù)了解，該工程起于江北大道，沿興浦路向南跨越津浦鐵路，穿越長(zhǎng)江、建寧路，止于金川河西路，路線全長(zhǎng)8.4公里。隧道設(shè)計(jì)為雙向6車道，日通行車輛9萬輛，是長(zhǎng)江大橋汽車日通行量的2至3倍。
如此寬的車道穿越江底，必然需要如蛟龍潛行的大直徑盾構(gòu)機(jī)來進(jìn)行隧道掘進(jìn)。此前，中鐵十四局的大盾構(gòu)機(jī)已在南京長(zhǎng)江隧道、南京地鐵10號(hào)線過江隧道、蘇通GIL綜合管廊過江隧道、南京五橋夾江隧道、和燕路過江隧道等多個(gè)重大工程中大顯身手，在公路隧道、軌道交通、電力隧道等多領(lǐng)域積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。但是這次，大盾構(gòu)機(jī)又遇到了新的挑戰(zhàn)。
據(jù)了解，建寧西路過江通道工程是目前國(guó)內(nèi)施工難度與技術(shù)要求最高的過江通道工程之一。為什么這么說？
盛正楊指著工程圖分析道，工程穿越地層復(fù)雜多變，其中長(zhǎng)江江北段以粉砂層為主，江中段為上軟下硬、斷層破碎帶等復(fù)合地層，江南段以粉質(zhì)黏土夾粉砂層為主，地質(zhì)強(qiáng)度差異大，隧道埋深大、水壓高，施工風(fēng)險(xiǎn)極高。
以中鐵十四局大盾構(gòu)公司承建的左線盾構(gòu)隧道來說，其長(zhǎng)約2349米，大盾構(gòu)機(jī)要先后穿越始發(fā)淺覆土、DN1400水廠主取水管道、北岸大堤、江底淺覆土層、上軟下硬圓礫層、硬巖層、液化地層、斷裂破碎帶，再切削南岸大堤抗滑樁，還要下穿地鐵5號(hào)線建寧路站，同時(shí)側(cè)穿文物建筑及居民社區(qū)。“特別是盾構(gòu)機(jī)即將穿越的770米長(zhǎng)復(fù)合地層，其中斷裂破碎帶裂隙極度發(fā)育，巖層上軟下硬，石英含量超80%，最大巖層單軸抗壓強(qiáng)度高達(dá)125MPa，盾構(gòu)難度極大。”盛正楊說。
解決困難的過程就是創(chuàng)新的過程。針對(duì)復(fù)雜地質(zhì)難題，中鐵十四局在錢七虎院士為組長(zhǎng)的專家團(tuán)隊(duì)指導(dǎo)下，對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行了針對(duì)性研究和創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，量身打造出最佳配置的“創(chuàng)新號(hào)”盾構(gòu)機(jī)。其總長(zhǎng)155米，總重4800噸，刀盤開挖直徑15.07米；主驅(qū)動(dòng)核心由16個(gè)變頻電機(jī)組成，總功率達(dá)5600千瓦；推進(jìn)系統(tǒng)共有28組油缸，最大推力為216604千牛，為目前世界上配置最先進(jìn)的泥水平衡盾構(gòu)機(jī)之一。
刀盤是盾構(gòu)機(jī)的工作核心。“創(chuàng)新號(hào)”盾構(gòu)機(jī)的刀盤具備常壓換刀及滾齒互換功能。巨大的紅色圓形刀盤上共配備226把刀，其中可進(jìn)行常壓更換的刀具為90把，實(shí)現(xiàn)了對(duì)刀盤開挖軌跡的“全覆蓋”。為了增強(qiáng)滾刀在硬巖地層中的破巖效率，刀盤正面滾刀刀間距由常規(guī)的100毫米縮減至90毫米。為防止掘進(jìn)過程中大塊石頭進(jìn)入艙內(nèi)，刀盤限徑尺寸由原直徑860毫米減小至直徑600毫米。
“創(chuàng)新號(hào)”在設(shè)計(jì)上還進(jìn)行了一系列優(yōu)化：針對(duì)斷裂帶碎石地質(zhì)，為防止排漿泵被碎石堵塞，減小了吸漿口格柵開口尺寸；為方便工作人員帶壓進(jìn)倉，增加了艙門的數(shù)量，氣墊艙和開挖艙內(nèi)均設(shè)置有攝像頭及照明設(shè)備，可以實(shí)時(shí)觀察氣墊艙和開挖艙內(nèi)的狀態(tài)，同時(shí)配有清洗功能……
高科技帶來高效率。如今的大盾構(gòu)機(jī)，在數(shù)字技術(shù)等新技術(shù)的加持下如虎添翼。盛正楊告訴記者，在即將進(jìn)入最復(fù)雜地層的時(shí)候，“創(chuàng)新號(hào)”的刀盤上還將配備DCIM系統(tǒng)用于監(jiān)控滾刀旋轉(zhuǎn)，其每把刀的刀筒上將安裝傳感器，通過一系列技術(shù)分析來判斷刀具是否正常旋轉(zhuǎn)，再實(shí)時(shí)反饋到操作室。“一個(gè)刀盤上那么多把刀，你不知道哪一把壞了。以前為了找出損壞的刀具，需要停機(jī)五到六天出刀換刀，使用DCIM系統(tǒng)后，停機(jī)時(shí)間只需要一天，大大提高了工程效率。”
傳感器還應(yīng)用在盾構(gòu)機(jī)油脂消耗量的測(cè)量上。當(dāng)盾構(gòu)機(jī)穩(wěn)定掘進(jìn)時(shí)，需要測(cè)算油脂的消耗量，以前都是人工用尺子測(cè)量后再進(jìn)行計(jì)算；現(xiàn)在有了繩式液位傳感器，隨著蓋板的下降，傳感器自動(dòng)測(cè)量出高度，再由計(jì)算機(jī)直接算出油脂消耗量。而為了實(shí)時(shí)監(jiān)控盾構(gòu)機(jī)內(nèi)的液壓油、齒輪油等油品是否被污染，“創(chuàng)新號(hào)”還配置了一套實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，用于監(jiān)控油品油樣的狀態(tài)。
爭(zhēng)分奪秒、全力以赴，大盾構(gòu)正向著更安全、更環(huán)保、更高科技挺進(jìn)。從8月15日始發(fā)掘進(jìn)至今，“創(chuàng)新號(hào)”盾構(gòu)機(jī)已滿負(fù)荷工作120個(gè)日夜，掘進(jìn)424環(huán)（848米）。預(yù)計(jì)2025年建寧西路過江通道將建成通車，屆時(shí)自江北到江南建寧路僅需6分鐘，從而實(shí)現(xiàn)江北新區(qū)與江南主城區(qū)的高效連接。
