双洞双层 + 陡坡急弯!国产最大盾构 "中铁 1662 号" 将穿合肥董铺水库,液压浮动支撑巧拐弯
9 月 15 日,超大直径泥水平衡盾构机 "中铁 1662 号" 在河南郑州下线,其直径 16.68 米,为我国自主研制的最大直径盾构机,将用于安徽合肥 G4001 连接线下穿董铺水库项目隧道建设。这一国之重器的成功下线,标志着我国超大直径盾构机的自主研制能力再上新台阶,为合肥 G4001 连接线下穿董铺水库项目隧道建设提供了有力的装备支撑。
据了解,该隧道盾构段长约 2.9 公里,采用双洞双层结构设计。约 2.9 公里的盾构段长度和双洞双层结构设计,体现了隧道的工程规模和结构特点。盾构机不仅作业面大,而且需在陡坡急弯处作业,施工环境极为复杂,对设备的掘进控制精度及姿态调整能力提出了极高要求。作业面大、陡坡急弯处作业和复杂施工环境,对设备的掘进控制精度及姿态调整能力提出了极高要求,是 "中铁 1662 号" 盾构机需要应对的重大挑战。
"中铁 1662 号" 盾构机整机长 125 米,重约 4800 吨。125 米的整机长度和约 4800 吨的总重,彰显了这台超级装备的宏大规模。如此 "大块头" 的装备,推进系统配置了液压浮动支撑装置,同时还配备了高精度导向系统与管片选型系统,共同保障盾构机轻巧拐弯。液压浮动支撑装置的配置,以及高精度导向系统与管片选型系统的配备,共同保障了盾构机在陡坡急弯处的轻巧拐弯,体现了盾构机设计的技术创新和精妙之处。
"中铁 1662 号" 盾构机由中铁隧道局、中铁四局与中铁工程装备集团有限公司联合研制,三方充分发挥各自的优势,实现了设计、制造、施工的深度融合,确保了设备的先进性、可靠性和适用性。16.68 米的开挖直径,使 "中铁 1662 号" 成为我国自主研制的最大直径盾构机,刷新了国产盾构机的直径纪录。整机采用常压刀盘,可在 8bar 高压承压环境中实现常压换刀作业,兼顾高效施工与作业安全。同时,设备还配置了环流出渣系统,采用行业领先的 "螺机直排 + 仓外破碎" 泥水处理模式,既保障排浆泵高效出渣,又有效避免了进仓维修破碎机的作业风险,为水下隧道施工筑牢安全防线。
合肥 G4001 连接线下穿董铺水库项目是安徽省的重大交通基础设施项目,对完善合肥市的高速公路网络、促进区域经济社会发展具有重要意义。G4001 连接线是合肥市绕城高速公路的重要组成部分,下穿董铺水库隧道是项目的控制性工程。董铺水库是合肥市的重要饮用水源地,被誉为合肥的 "大水缸",下穿董铺水库的隧道施工对环境保护和施工安全提出了极高要求。"中铁 1662 号" 盾构机的投入使用,将为下穿董铺水库隧道的施工提供有力的装备支撑,确保工程的安全、优质、高效推进。
双洞双层结构设计是下穿董铺水库隧道的一大特点。这种结构设计可以在有限的隧道断面内实现更多的交通功能,提高隧道的通行能力和土地利用效率。但双洞双层结构对盾构机的开挖直径提出了更高要求,"中铁 1662 号"16.68 米的超大开挖直径能够满足双洞双层结构的施工需求,是目前国产最大直径的盾构机。
陡坡急弯处作业是下穿董铺水库隧道施工的另一大挑战。隧道线路存在陡坡和急弯,盾构机需要在陡坡急弯处进行掘进作业,对设备的掘进控制精度及姿态调整能力提出了极高要求。"中铁 1662 号" 盾构机推进系统配置了液压浮动支撑装置,能够适应陡坡急弯处的掘进需求,同时还配备了高精度导向系统与管片选型系统,共同保障盾构机轻巧拐弯。这些技术创新,有效解决了陡坡急弯处盾构机掘进的技术难题,体现了我国盾构机设计制造的先进水平。
液压浮动支撑装置是 "中铁 1662 号" 盾构机的核心技术之一。传统盾构机的推进系统采用刚性支撑,在陡坡急弯处作业时容易出现卡滞和姿态调整困难等问题。液压浮动支撑装置的采用,使推进系统能够根据隧道线路的变化自动调整支撑姿态,适应陡坡急弯处的掘进需求,提高了盾构机的适应性和灵活性。同时,液压浮动支撑装置还能够减少盾构机对围岩的扰动,保护围岩的稳定性,提高施工安全性。
高精度导向系统与管片选型系统的配备,是 "中铁 1662 号" 盾构机轻巧拐弯的另一重要保障。高精度导向系统能够实时监测盾构机的位置和姿态,为掘进操作提供精准的导向信息。管片选型系统能够根据隧道线路的变化自动选择合适的管片类型,确保管片拼装的精度和质量。两个系统的协同工作,共同保障了盾构机在陡坡急弯处的轻巧拐弯,提高了施工效率和质量。
盾构机,全称为全断面隧道掘进机,被誉为 "工程机械之王",是集机械、电气、液压、传感、信息等多学科技术于一体的高端装备。盾构机的研制能力,是一个国家高端装备制造水平的重要标志。自 2008 年我国突破国外垄断、研制出首台拥有自主知识产权的盾构机以来,经过十多年的不懈努力,我国盾构机产业实现了从无到有、从小到大、从弱到强的跨越式发展。目前,我国已形成土压、泥水、复合式盾构机及硬岩掘进机等全系列产品矩阵,广泛服务于公路、铁路、地铁、水利及矿山等重大工程。
"中铁 1662 号" 盾构机的成功下线,是我国盾构机产业发展的又一重要里程碑。16.68 米的开挖直径,使 "中铁 1662 号" 成为我国迄今为止自主研制的最大直径盾构机,刷新了国产盾构机的直径纪录。125 米的整机长度和约 4800 吨的总重,彰显了这台超级装备的宏大规模。常压刀盘、环流出渣系统、"螺机直排 + 仓外破碎" 泥水处理模式、液压浮动支撑装置、高精度导向系统与管片选型系统等一系列核心技术的应用,体现了我国在超大直径盾构机领域的技术创新能力和自主研制水平。
中铁工程装备集团作为我国盾构机产业的领军企业,近年来持续加大研发投入,着力构建产学研用协同创新生态,逐步实现从单一产品制造向系统解决方案提供商转型。中铁隧道局和中铁四局作为我国隧道工程建设的主力军,拥有丰富的盾构机施工经验和深厚的技术积累。三方联合研制 "中铁 1662 号" 盾构机,充分发挥了各自的优势,实现了设计、制造、施工的深度融合,确保了设备的先进性、可靠性和适用性。
随着 "中铁 1662 号" 盾构机的成功下线,这台国产最大直径盾构机将很快投入合肥 G4001 连接线下穿董铺水库项目隧道建设。在双洞双层结构、陡坡急弯等复杂施工条件下,"中铁 1662 号" 盾构机将充分发挥其技术优势,确保工程的安全、优质、高效推进。这台超级装备的投入使用,将为合肥 G4001 连接线的建设提供有力支撑,为完善合肥市的高速公路网络、促进区域经济社会发展作出重要贡献。
从首台国产盾构机的诞生到最大直径盾构机的下线,我国盾构机产业走过了一条不平凡的创新发展之路。"中铁 1662 号" 盾构机的成功下线,是我国高端装备制造实力的集中体现,也是我国隧道工程技术进步的重要标志。未来,随着技术的不断创新和产业的持续升级,我国盾构机将在更大直径、更快掘进速度、更深掘进深度和更复杂工况上持续发力,推动盾构机向智能化、绿色化迈进,不断攀登技术制高点,为我国重大工程建设和经济社会高质量发展提供更加有力的装备支撑。
参考来源:光明网、人民日报
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