穿湘江,过溶洞 “湘盾二号”成功挑战罕见施工难题

4月22日上午,在长沙橘子洲风景区湘江西岸,随着“湘盾二号”盾构机刀盘缓缓转动击破洞门,抵达正在建设中的长沙地铁3号线阜埠河地铁站,标志着长沙地铁3号线难度最大的湘江隧道顺利贯通,为全线开通试运行奠定了坚实基础。

贯通现场

贯通现场

长沙地铁3号线湘江隧道由中铁十四局承建,是全线最大的控制性重点工程,施工中成功穿越大面积复杂水下溶洞区,开创了国内同类工程施工先河,也标志着国产盾构机水下施工技术取得重大突破。

长沙地铁3号线湘江隧道示意图

长沙地铁3号线湘江隧道示意图

隧道全长2.65公里,连接湘江东西两岸的灵官渡站和阜埠河站。隧道施工需要穿越橘子洲下方的湘江岩溶区,此区域的溶洞及溶蚀空洞位置和深度无规律分布,宛如一个巨大的蜂巢,溶洞见洞率高达80.6%,平均每隔1米就有1个溶洞,施工难度在国内外罕见。

盾构机穿越湘江溶洞群示意(白色部分为处理后的溶洞示意)

盾构机穿越湘江溶洞群示意(白色部分为处理后的溶洞示意)

承担穿江重任的“湘盾二号”盾构机直径6.45米,长96米,是铁建重工自主研制的泥水平衡盾构机。为顺利攻克溶洞区施工难题,研发设计人员做了针对性设计,通过优化气垫舱压力控制系统,减少遇到溶洞时掌子面的压力波动,有效防止地面沉降;同时采用创新的掘进工法,优化设计了传统开挖舱冲刷方式,实现对刀盘的有效冲刷,有效应对了因施工中黏土层堵塞刀盘开口影响施工的难题。

穿越湘江盾构机始发照片

穿越湘江盾构机始发照片

施工结果表明,盾构机顺利通过大规模溶洞群和断层破碎带,盾构姿态控制良好,未出现盾构“栽头”和“陷落”等情况,贯通后的隧道不渗不漏,标志着长沙地铁3号线湘江隧道的施工技术达到国内领先水平。

贯通后的长沙地铁3号线湘江隧道

贯通后的长沙地铁3号线湘江隧道

值得一提的是,“湘盾二号”盾构机此前在兰州完成了国内首条下穿黄河地铁隧道施工任务,克服了盾构机在砂卵石地层中掘进的世界性难题,填补了国内乃至世界范围内同类施工的技术空白。

据了解,长沙地铁3号线一期工程全长约36.5公里,起自山塘站,止于广生站,共设站25座,串联长沙坪塘片区、主城区与星沙片区,建成后将对促进沿线经济发展、优化城市布局起到积极拉动作用。

责任编辑:Keyi

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铁建重工成立于2007年,隶属于央企中国铁建股份有限公司(2014年世界五百强名列第80位),是集高端地下装备和轨道装备研究、设计、制造、服务于一体的专业化企业,在湖南长沙、株洲、四川隆昌和甘肃兰州等地建立了多个制造基地,在长沙、北京、兰州等地建立了11个研究院,是国家认定的重点高新技术企业和国家级两化融合示范企业。  集团下设“四总部、两中心”(掘进机事业总部、特种装备事业总部、轨道设备事业总部、海外事业总部、技术中心、制造供应中心)以及两个全资控股子公司中铁隆昌铁路器材有限公司和株洲中铁电气物资有限公司。  铁建重工始终瞄准“世界一流、国内领先”的目标,坚持“科技创新时空,服务引领未来”的理念,走创新型、哑铃型和服务型道路,积极发挥建筑施工行业优势,充分利用中国铁建长期积累的施工技术与施工经验,通过“原始创新、集成创新、协同创新和持续创新”的自主创新模式,加强“产、学、研、用”的结合,掌握了多项具有世界领先水平和自主知识产权的核心技术,打造了掘进机装备、特种施工装备、轨道设备三大专业板块产品格局。近年来,中国铁建重工集团先后承担和参与国家、省部级重大科技计划40余项,研制出地下工程装备和轨道设备新产品300余项。组建了国家级企业技术中心、地下掘进装备工程技术研究中心、水下隧道工程实验室、博士后工作站、院士工作站等多个高端科技创新平台。  自主研制的具有完全自主知识产权的隧道盾构/TBM,广泛使用在长沙、北京、西安、武汉、广州、苏州、南京等城市地铁工程和铁路、煤矿工程,目前国内市场占有率排名前列;自主研制出国内首台大直径硬岩隧道掘进机(TBM)和矿山法隧道机械,填补国内地下工程装备空白;创新开拓了盾构在煤矿领域的应用,研制出煤矿斜井TBM,填补世界空白;研发出预切槽隧道施工成套装备,全面提升传统隧道矿山法施工技术;研制出具备自主知识产权的链刀式连续墙设备,较好满足了深基坑支护的水泥土搅拌桩墙“深、快、强”的需要;研制出掘锚同步的护盾式连续掘锚机,实现煤巷快速掘锚;建设了国际先进的轨道系列设备生产线,道岔系列产品占据国内市场份额的三分之一,创造了国内高铁最高运营时速的最好舒适度水平;闸瓦和弹条扣件产品不仅在国内市场优势明显还远销海外。  近年来,集团公司被中央确定为“制造业向制造服务业成功转型”的先进典型企业,先后荣获“国家重大技术装备首台(套)示范单位”、“全国建筑施工机械和掘进机械行业标准起草单位”、“国家863计划成果产业化基地”、“中国工程机械制造商50强企业”、“中国轨道交通创新力TOP50企业”、“中国工程机械最具成长力企业”、“全国企业文化建设百佳单位”、“中央企业思想政治工作先进单位”等称号,快速打造了中国地下工程和轨道交通行业最具影响力的自主创新品牌,正在向全球最好的轨道交通及隧道装备制造企业集团目标迈进。
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