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江底“换刀”,“复兴号”准备开啃“硬骨头”

2020-04-14 18:34图文来源: 紫金山新闻

被誉为长江上盾构施工难度最大的过江通道——南京和燕路过江通道,目前进入最难啃的“硬骨头”阶段。记者从该项目建设单位南京市公建中心了解到,左线“复兴号”盾构机掘进1424米后,已到达施工技术难题区,它将在原地停留约一周时间,完成“江底换刀”,准备开始啃“上软下硬”的复合地层。4月14日,记者来到施工现场一探究竟。 

抵达硬质岩层,“复兴号”迎来首道“难题” 

“如果将和燕路过江通道盾构掘进的过程比作一次考试,那么前面的‘送分题’已经结束了,接下来的工程才是‘大题’和‘难题’的开始。”和燕路过江通道左线施工单位中铁十四局该项目盾构经理陈宗凯告诉记者,此前“复兴号”主要通过的是较软的粉细砂层,虽然也遇到过一些小状况,但都顺利解决了,“现在到了复合地层,上面是砂层,下面是强风化角砾岩层,属于硬质岩层,隧道通过段上下的硬度相差很大,需要换刀头,掘进速度也会放缓。”

和燕路过江隧道工程是全国首例超大直径盾构穿越断层、岩溶地层的过江隧道,长度2976米。施工中需短距离内穿越地层跨越度大、地质软硬不均多种地层,同时还需穿越多条断裂带,隧道在江底最高水深达79米,为全国江底隧道中水压最高的隧道。在去年3月10日召开的技术专家会上,钱七虎等5位中国工程院院士组成的专家组认为,此隧道是目前国内难度最大的盾构隧道之一,也是迄今长江上建造最困难的过江隧道。专家组针对这一复杂状况制定了提前预案,当盾构掘进到硬质岩层后,需要将盾构的齿刀换成滚刀。“两种刀头切削的高度、轨迹一样,但是‘下刀’方式不同。滚刀更适合切割硬质岩层。如果不换,继续用齿刀掘进,一方面刀具磨损非常严重,另外一方面还有可能造成刀头崩断。”陈宗凯解释。 

实现常压换刀,换40个刀头耗时约一周 

换刀前,“复兴号”盾构机需要先停机,但是一旦停机,盾构机前方可能会因为盾构面的压力变化等状况造成塌方。陈宗凯告诉记者,为了解决这个问题,停机前,他们在盾构机前面灌注了100立方米高浓度膨润土浆液,让盾构机前面形成厚厚的泥膜,通过供气系统保持一定的压力,撑住盾构机刀盘前的掌子面才安全停机。 

记者了解到,过去的盾构机在换刀头时有一定的危险性,需要专业人员到盾构机前方带压换刀。而“复兴号”盾构机在技术上实现了可以常压换刀,在盾构机里面就可以把刀头抽出来换上新刀头。

即便如此,为直径超过15米的“复兴号”换刀头也是非常不容易的一件事。刀盘上一共40个刀头,每个刀头重达约350斤。记者在现场看到,换刀的区域空间逼仄,每次只能勉强进入3个工人。每把刀需要3名工人将其拆下,拽出刀盘轨道,然后用绳索将刀头绑住,由吊机将其吊走,换一个刀头需要3、4个小时才能完成。

据悉,整个换刀过程需要持续一周左右。待换刀完成,相关调试顺利后,“复兴号”将重新启动。 

应对下一难题,“填洞小分队”已开始行动 

和燕路过江通道建设单位市公建中心项目现场负责人胡建南告诉记者,目前复合地层只是第一个难题,盾构掘进到江南之后,还要穿越幕府山的岩溶地层,解决肯定会遇到的溶洞问题,工程难度非常大。 

“我们已经勘探到一些溶洞,有的非常大,需要先填充。”陈宗凯告诉记者,“我们有一组人员在幕府山半山腰进行勘探,然后找合适的区位进行注浆填充。”万一地下溶洞正巧在居民区无法从上面注浆怎么办?陈宗凯说:“‘复兴号’自己有一个超前注浆口,如果存在无法从上部注浆填补溶洞的情况,就从‘复兴号’里面伸出这个超前注浆口,在内部对溶洞先进行注浆填充。总之,办法总比困难多,目前遇到的困难都在前期预案中。” 

南报融媒体记者 冯兴

作者:冯兴 责任编辑:吴丽莉

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