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千亿游戏网站最高占成: 【产品】国产最大直径“春风号”泥水平衡盾构机

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01 需求背景

目前我国城市集群的建设发展正在快速稳定地推进,千亿游戏网站最高占成:上海、深圳、南京、武汉、重庆、杭州等城市为建立城市发展的立体交通网络和南北交通的快速通道,正在建设或筹建多条越江隧道,另外规划中的渤海湾隧道、琼州海峡隧道等隧道工程对超大直径、高承压的高科技大型复杂隧道施工装备需求巨大。盾构机是用于铁路、公路、水利及城市轨道交通等地下隧道空间快速开挖的现代化综合性技术装备,具有快速、优质、安全、环境友好等优点;也是目前世界上最先进的隧道开挖和建设技术装备,代表着一个国家重大技术装备的发展水平,因此城市集群发展中超大直径越江跨海隧道的安全高效建设离不开超大直径泥水平衡盾构机的应用。

基于城市集群发展越江隧道建设工程和行业发展需求,中铁工程装备集团有限公司集中优势资源,合理分配任务,开展超大直径气垫式泥水平衡盾构机研发课题,对课题中整机集成技术、刀盘伸缩摆动技术、常压换刀技术、刀具状态实时监测技术、刀盘开挖直径测量预警技术、气垫仓滞排和仓内破碎机故障率高等一系列关键技术问题开展攻关,于2018 年9 月完成了深圳春风隧道φ15.80m 超大直径气垫式泥水平衡盾构机的研制(图2-2-1),该设备的成功研制打破了超大直径泥水盾构国外品牌的技术垄断,解决了大断面、高水压、长距离、破碎地层、小曲线超大直径隧道施工安全性差、施工效率低的缺点。设备应用于深圳市春风隧道工程,其是深圳市首条“单洞双层”构造的机动车隧道,对于完善深圳地下工程建设具有重要影响和积极意义。

图2-2-1 国产最大直径“春风号”泥水平衡盾构机

 

02 技术创新

该泥水平衡盾构机开挖直径15.80m,为我国自主研制最大直径盾构机,应用于深圳市春风隧道工程。该盾构机可适应全断面硬岩、上软下硬、断层破碎带等地质,实现了盾构掘进与隧道衬砌作业同步、物料运输与道路作业同步,为大断面、高水压、长距离、破碎地层、小曲线超大直径隧道的修建提供了一种高效、安全的解决方案。

该泥水平衡盾构机的主要创新点如下:

1) 双破碎渣土分级处理技术

盾构机创新地提出了增大格栅通过粒径,设置仓内仓外双破碎机对渣土进行分级处理的技术,该技术可降低破碎地层、上软下硬地层的堵仓滞排、排浆泵堵泵问题的发生,大大提高施工效率。

2) 高水压下常压换刀装置维修更换技术

盾构机针对应用隧道高水压、长距离的问题,采用了常压换刀刀盘的设计,提高了刀具更换的安全性和换刀效率。常压换刀装置作为常压换刀刀盘最关键的部件,施工过程中可能存在密封失效、常压换刀装置损坏等问题。为保证常压换刀装置的安全更换,该盾构机提出了操作人员在常压环境下对常压换刀装置进行维修更换的技术,保证了施工安全。

3) 小曲线施工预警技术

超大直径隧道转弯半径越来越小,尤其是城市超大直径隧道。该盾构设置的刀具磨损监测系统、开挖间隙测量系统、盾尾间隙测量系统等,能够及时监测开挖直径和盾构姿态,降低盾构卡盾概率。

4) 刀具状态在线监测技术

盾构机配置了刀具状态在线监测系统,操作人员在主控室可实时监测刀具磨损、旋转、温度情况,为刀具检测和更换提供依据,避免人员进仓检查导致的风险问题,同时也避免了拆装刀具影响掘进效率问题。

 

03 工程应用

超大直径“春风号”泥水平衡盾构机应用于深圳市春风隧道工程(图2-2-2),现已完成组装始发。深圳市春风隧道工程施工难度在当前整个国内隧道行业都前所未有,施工中“春风号”盾构机需穿越深圳地铁9 号线、布吉河、深圳火车站、深圳海关大楼等众多风险源,及花岗岩、片岩、变质砂岩、凝灰质砂岩等复杂地层。针对春风隧道一系列特殊的高风险作业环境,中铁工程装备集团有限公司对“春风号”盾构机进行了针对性的设计,配备了常压换刀功能的刀盘,具备超前地质预报功能的探测系统等。

图2-2-2 深圳市春风隧道工程施工现场

 

04 社会效益

国内现有的超大直径盾构机几乎全部依赖进口,盾构机成本高,成为制约我国超大径隧道开挖的重要因素。国产品牌最大直径(15.80m)“春风号”泥水平衡盾构机成功研制,标志着中国盾构的设计制造迈向高端化,打破了超大直径泥水盾构国外品牌的技术垄断,在地下空间开发工程装备领域进一步推动了中国由制造大国迈向制造强国的前进步伐。同时,超大直径泥水平衡盾构机的设计制造攻克了一批关键共性技术问题,形成了一批具有完全自主知识产权的创新性成果,完善了超大直径盾构机基础设计理论,使我国的重大高端装备技术进一步得到提升,逐渐成为战略新兴产业,满足国内甚至国外超大直径隧道建设需求。(来源:本文节选自《中国盾构工程科技新进展》)


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