探秘国产复合地层超大直径泥水盾构机“振兴号”

中工网讯（中工网记者 杜鑫 通讯员 张风华）11月13日，在盾构机“振兴号”内部，记者看到，在头部一间5平方米左右的操作仓中，3名作业人员坐在8块监控屏前，他们偶尔轻拨面前的按钮，时不时通过对讲机下达指令。从监控屏中可以看到，盾构机前端均匀分布着锋利的刀具，它们如牙齿一般“咬碎”面前坚硬的石块，在千斤顶的作用下，推动整个庞然大物缓慢前进。

中交天和和燕路项目部常务副经理张捷说：“这一段是上软下硬地层，不均匀的地质让盾构机不易控制，同时这里还是超高水压区域，水压最高处可达0.79兆帕，存在沉降、失稳坍塌等巨大风险。”

2019年6月21日，这台采用自主技术和多项国产核心零部件设计制造的复合地层超大直径泥水盾构机“振兴号”在中交天和常熟基地下线，并随即交付南京市和燕路过江通道工程项目使用。和燕路过江通道是南京市公共工程建设中心在建的五条过江通道之一，隧道全长2976米，地质情况极为复杂，犹如一个天然的“地质博物馆”。土岩复合地层掘进距离长达约1865米，为国内超大直径盾构隧道之最；施工时，江底高水压处覆土厚度仅10.25米，还要穿越5条断裂带。

据介绍，截至11月13日，“振兴号”在江底已前进1642米，完成全部盾构段长的55%，进入工程攻坚期，正向着最深处掘进。

中交天和总工程师周骏在接受采访时表示，在设计之初，项目团队就针对该复杂地质情况进行了“量体裁衣”式的设计制造，准备了应对一切风险的“工具包”。“振兴号”刀盘直径达15.03米，总长135米，总重量达4000吨，包含常压换刀装置、泥水舱分层逆洗系统、刀盘伸缩摆动装置、三通球阀接管延长装置等多项关键技术。在上软下硬地层掘进时，采用提高刀盘转速、降低掘进速度、加强沉降监测等方式控制施工；在穿越断裂带时，采用预先对断裂带注浆加固、优化掘进参数等方式控制风险源；在岩溶段，配备超前探测与超前注浆系统，降低推进速度，避免破坏溶洞……

张捷说，“振兴号”在世界范围内首次采用超大直径盾构超长不换刀技术，这不仅节约了大量成本，也降低了因换刀而导致的隧道坍塌和人身伤害风险。盾构机宛如穿行地下、吞石吐泥的巨龙，刀具就是它的牙齿，对隧道的顺利贯通至关重要，特别是在盾构机穿江过海的过程中。“振兴号”在和燕路过江通道前1500米施工中、同等地质条件下，目前其它超大直径盾构机200米左右就需要更换刀具，‘振兴号’在该地层连续掘进了1500米，而未换刀，掘进到800米时，刀具最大磨损量5毫米，刀具允许磨损量是50毫米；掘进到1500米，刀具最大磨损量仅达到9毫米。” “振兴号”还首次采用了刀具全状态监测系统，盾构机进入不同地质层，面对不同掘进环境，技术人员会及时观察不同特点的46把刀具，防止因刀具异常磨损导致掘进偏离等。

目前“振兴号”已解决超大直径隧道掘进覆土薄、地下水丰富易造成管片上浮的世界性难题，并将隧道管片错边量控制在2到3毫米，远低于12毫米的行业标准，日掘进保持在10到14米，预计到2021年上半年，隧道可全线贯通。

和燕路隧道通车后，将与其他项目一起完善南京“快速一环+井字快速路”的路网布局，极大地促进南京都市圈的建设及南京经济的发展。而“振兴号”盾构机高效的掘进，对助力南京和燕路过江通道施工建设，推动落实拥江发展战略，增强南京对周边地区的影响力和辐射带动有着重要意义。