攻克掘进难题 护航“巨龙”穿江

发布时间:2024-12-06 07:13:27 来源: sp20241206

  ◎本报记者 金 凤 通讯员 李桂香 孟小影

  一江碧水,两岸葱绿。在江苏南京长江南侧一处深达45米的工作井内,长达155米的“钢铁巨龙”静静地躺卧在地下,身后是一条长达2349米的成型隧道。

  “26个月的地下掘进,11750块管片的精准拼装,成型隧道内实外密、不渗不漏,我们终于迎来了贯通的一刻。”近日,凝望静卧在地下的“钢铁巨龙”,中铁十四局南京建宁西路项目负责人牟政感慨道。这一天,在江苏南京长江大桥和扬子江隧道之间,开挖直径15.07米的“创新号”盾构机顺利完成接收,南京建宁西路过江通道左线盾构隧道横卧江底。

  因地制宜改装盾构机

  中铁十四局参建的南京建宁西路过江通道,是连接江南主城与江北国家级新区的重要通道,也是推动南京拥江发展、加快江北新区建设、提升长江干线过江能力的重要通道。

  走进南京建宁西路智慧中心,五颜六色的地质情况示意图映入眼帘。示意图中,长约2349米的盾构隧道,最大水深55米,承受最大水土压力达7.7巴,同时存在280米江底浅覆土段,江底最小覆土厚度10.55米,不足0.75倍洞径。盾构隧道穿越江南大堤处紧邻长江深槽,水深、坡陡、地质软弱,同时15米级大直径泥水盾构机切削大堤钢筋混凝土抗滑排桩,在国内是首例,无任何经验可借鉴,施工风险极高。

  “面对挑战,我们对盾构机的刀盘型式、刀具类型、耐压能力等进行了针对性研究、设计,为盾构机配备常压刀盘,实现了江底安全快捷换刀。”中铁十四局项目机电部部长王晖介绍表示,他们还为盾构机配置了可伸缩主驱动,最大伸缩量达40厘米,大大降低了江底换刀的风险,并配备了全自动的超前钻探、注浆系统,应对江底破碎带施工风险,为工程顺利推进奠定了坚实基础。

  “创新号”盾构机掘进到隧道顶部距离江面55米处时,遭遇破碎带,断层破碎带裂隙极度发育,黏土含量高、黏性大,中风化白云岩碎块强度高达147.6兆帕。

  面对困难,中铁十四局盾构经理李龙辉与团队成员在刀具类型、刀筒型式上寻找突破点,改进刀体型式与刀具材料,提高刀具的耐久性,使其更加适应软硬不均的断层破碎带,解决了刀圈因受力不均而易崩断的问题;此外,他们还研发了新型封板,对刀座上的刀刃旋转预留孔进行封堵,相当于给汽车轮胎处安装了轮眉罩与挡泥板,有效解决了刀筒内部积渣的问题,降低刀具偏磨的速率。

  就这样,李龙辉和团队一起,与断层破碎带斗争了165个日夜。“创新号”盾构机先后更换刀具40频次,累计更换刀具391把,以平均3.9环更换一次刀具、每次换刀近10把的频率,成功穿越破碎带地层。

  保护“水中大熊猫”

  一江水养育两岸人,也哺育着江水中的万千生命。江豚,是长江生态的指示物种,总面积86.92平方公里的南京长江江豚自然保护区正是为它们而设立。

  “以盾构隧道形式穿越长江的建宁西路过江通道,正位于江豚保护区的缓冲区和实验区。”牟政表示,自施工以来,他们致力于为江豚营造安全生存环境,尽最大的努力保护好“水中大熊猫”。

  “我们秉承建设‘生态环境友好型’绿色工程的理念,全面落实长江大保护政策,聚焦长江野生生物保护,助力长江生态恢复。”牟政表示,他们建设了全套盾构泥浆循环处理设施,并在储浆池下设置隔离,防止泥浆外渗。生活污水经处理设备处理达标后统一定点排放,并定期进行水质检测。

  在“创新号”盾构机穿越大堤时,为最大程度减少施工对江豚活动的影响,他们采用全方位高压喷射法进行施工,相较于传统工艺,不仅加固效果好,施工噪声、振动小,而且能用内部管路吸取喷浆切削后的土体与多余浆液,使泥浆不外溢。

  同时,在施工场地周边,项目还安放了驱豚仪和声学记录仪,对江豚活动特性进行记录,并配套设置报警装置,当发现江豚出现在施工水域或有靠近施工水域的趋势,施工团队会暂停施工,让江豚安全通过,或利用超声驱赶仪将江豚驱离施工区。

  万里长江,奔流不息。南京建宁西路过江通道左线盾构隧道的顺利贯通,为今年底通道的双线贯通奠定了坚实基础。依江而生的南京,将再添发展新动能。

(责编:王震、陈键)