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    “數”說湛江灣海底隧道掘進背后

    2024-03-15 10:49 來源:湛江云媒 作者:記者潘潔婷 見習記者黃文朗 通訊員張朋飛

    作為國內目前獨頭掘進距離最長的大直徑穿海高鐵盾構隧道,湛江灣海底隧道克服了重重建設困難,施工中頗具特色和亮點。今日通過一組數據,向您“數”說“永興號”穿海越城背后的故事。

    【穿海之旅歷時991天】

    湛江灣海底隧道穿海之旅歷時991天。

    “永興號”盾構機是根據湛江灣特殊的水文地質條件和地層結構設計制造的穿海神器。2021年6月28日,“永興號”盾構機始發儀式在湛江灣海底隧道施工現場順利舉行,正式開啟穿海之旅,湛江灣海底隧道進入盾構段主體施工。

    自始發以來,“永興號”從湛江灣東岸向湛江主城區不斷前進,終于,在連續作業991個日夜后,安全抵達了湛江西岸,順利出井。

    【每天挖出土方1300立方米】

    湛江灣海底隧道施工過程中每天出土土方1300立方米。

    湛江灣海底隧道是廣湛鐵路全線唯一采用盾構法施工的隧道工程,整條隧道全長9640米,既穿海又穿城,盾構機在不斷掘進的過程中,挖出了大量的渣土。

    由于開挖斷面大、地質條件差、廢棄泥漿多、易結泥餅等原因,永興號平均每天掘進8米左右,每天挖出的土方約1300立方米。如果按照一米的高度傾覆在足球場上,從湛江灣海底隧道開挖的土方,5天就能填滿一個標準足球場。

    【橋樁沉降控制在0.7毫米】

    橋樁沉降控制在0.7毫米。

    下穿湛江灣的“永興號”盾構機,需要穿越將近2.5公里的湛江灣海域,橫穿湛江灣主航道,與湛江海灣大橋并行,側穿大橋匝道2處橋墩樁基,距大橋橋樁最近距離僅0.9米。

    盾構機每前進一小“步”,都要萬分小心。永興號在長距離通過主城區地下過程中,道路兩側建構筑物密集,多次下穿市政管線,這對盾構機性能及掘進中沉降控制等提出了極高要求。

    對此,建設單位配備專人對施工區域路面、周邊建(構)筑物進行24小時巡視巡查,對途經的湛江地標建筑物“三帆”等多項建筑物進行實時監控,確保穿越區域地面沉降數據精準控制。項目還通過智慧工程指揮中心及現場調度中心,全面感知、收集、處理、分析盾構掘進相關數據和信息,實現對進度、安全、質量的全面信息化管控。

    2023年初,永興號成功“貼身”穿越湛江海灣大橋海濱路立交橋,盾構機與立交橋墩柱樁基礎凈距離僅0.9米,橋樁沉降誤差控制在0.7毫米,這樣的沉降影響幾乎可以被忽略不計。

    【隧道共使用3777環管片】

    同步完成拼裝3777環管片,實現了全線無滲漏。

    盾構機的神奇,不僅在于“盾”,更重要的是“構”。管片作為盾構隧道的最內層屏障,承擔著抵抗土層壓力、地下水壓力以及一些特殊荷載的作用。盾構管片是盾構法隧道的永久襯砌結構,盾構管片質量直接關系到隧道的整體質量和安全,影響隧道的防水、防火性能及耐久性能。

    湛江灣海底隧道采用的管片,每塊寬2米,厚度達60厘米,重15噸左右,都是鋼筋混凝土結構,使用年限可達100年。即便一輛重型卡車碾軋上去,管片也不會斷裂。

    “永興號”盾構機每掘進2米,拼裝1環管片。每環管片采用“7+2+1”的10分塊設計,即由1塊封頂塊K,2塊鄰接塊B和7塊標準塊,共10塊管片構成完整的一環。湛江灣海底隧道中,一共拼裝了3777管片,構筑了隧道完整的“內立面”。一片片管片如同“龍骨”環環相扣,支撐著隧道四周的泥土和水,避免土層塌方。

    【800米內換一次刀具】

    本應該1公里左右更換一次的刀具,在穿海過程中加速到500米到800米就要更換一次。

    湛江灣海底隧道的穿海利器——“永興號”盾構機內部有成千上萬個零部件,各類管線、電路如毛細血管一樣錯綜復雜。從工作原理上說,盾構掘進和電動剃須刀有幾分相似之處。在地下掘進時,盾構機刀盤往往要在最前面,露出一排排“鋼牙利齒”,在油缸的壓力作用下,刀盤持續轉動,刀盤上的滾刀、刮刀就開始轉動起來,向前推進。

    與其他地下隧道地質不同,永興號穿越的湛江灣主要是粉質黏土地層,海底鐵質膠結石英砂巖,石英含量極高。在這樣地質條件下掘進,盾構機的刀盤極易結泥餅,刀具磨損較為嚴重。為了保證盾構機的掘進速度、效率,中鐵十四局在施工過程定期對常壓下刀具抽檢,并提高了刀具的更換頻率,本應該1公里左右更換一次的刀具,在穿海過程中加速到500米到800米就要更換一次。

    【4.6米淺覆土接收】

    隧道接收井處,盾構機地面覆土僅4.6米。

    相較于傳統盾構法隧道施工時要事先構筑兩個深大工作井,無工作井或超淺工作井盾構技術作為一種新的盾構隧道技術,可最大程度延長盾構段,減少土方開挖及大型設備的施工,節約成本和工期,明顯地改善隧道施工對周邊環境的影響。

    為減小地面開挖面積,減少管線搬移和對周圍環境的影響,永興號盾構機在穿城過程中,采用了超淺覆土接收。在永興號接收井處,盾構機與地面距離從最大埋深31米減少至4.6米。湛江灣海底隧道成為國內首例大直徑盾構機穿海實現超淺覆土接收的項目。

    湛江云媒客戶端原創,未經授權不得轉載

    編輯:梁海飛
    值班主任:羅穎露
    值班編委:鄭時雨
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