5月19日,世界首台最大断面矩形硬岩顶管机“天妃1号”在厦门下线交付,这台顶管机将应用于莆田火车站涉铁预埋工程项目,也是国内首例多台大断面矩形顶管同时下穿运营铁路的高难度项目。


据中铁二局项目负责人夏炜洋介绍,这台顶管机开挖断面宽12.6米,高7.65米,采用两层三前四后七刀盘组合布置形式,相邻刀盘的切削区域相互交叉,断面开挖覆盖率达95%,且具有更强大的破岩能力和掘进效能,能够在高强度硬岩地层、满足100MPa的岩石地层掘进,同时对地层扰动极少,以确保下穿既有杭深铁路安全风险可控。


世界首台最大断面矩形硬岩顶管机“天妃1号”下线


夏炜洋表示,相比盾构施工,在同等截面积下,顶管施工的矩形隧道比圆形隧道可更有效地利用空间;此外用于人行、车辆等的地下通道施工时,不需再进行地面铺平工序,不仅省时,而且可降低工程造价。同时,工程采用硬岩顶管机施工,也将为世界范围内矩形硬岩隧道施工提供可借鉴的宝贵经验。


不仅能开挖软土黏土地层,还能开挖硬岩及复合地层,是一大突破


在厦工中铁盾构总装车间,一台震撼的“大家伙”立即映入眼帘,远远就能感受到其超强“气场”。记者看到,整台顶管机机身呈白色,头部的施工断面为红蓝相间,和一般顶管机不同的是,这“大家伙”的断面由7个组合刀盘组成,呈现三前四后结构,刀盘间还设有辅助切割的铣削头和滚筒。


世界首台最大断面矩形硬岩顶管机“天妃1号”下线


“这一施工断面的尺寸达到12.62米×7.67米(长×宽),国内首创7刀盘+铣削组合设计。”中铁工程装备集团有限公司特掘分院项目负责人刘娇从技术层面为记者层层解构这个重量级顶管机。他介绍说,通过三前四后多刀盘进行正面区域破岩,多组铣削装置进行盲区破岩,确保开挖面破岩100%全覆盖,从而解决矩形顶管机因开挖盲区限制无法过硬岩的世界性难题。不仅开挖范围广,该矩形顶管机可适应的地质类型也更多,不仅能够开挖传统的软土、黏土地层,还能开挖更硬、更复杂的硬岩及复合地层,这也是一大技术突破。


它破土有“方”


拥有相等有效空间的情况下,矩形断面能节约35%以上地下空间


记者在现场看到,两位工作人员乘坐升降机将“大家伙”施工断面上的横幅取下,后台主控室按下启动键,7个组合刀盘先后缓缓转动起来,场面十分壮观。


“这台顶管机的开挖面积为90平方米,是常规盾构开挖面积的3倍。”厦工中铁技术部部长刘恒告诉记者,用来辅助切割盲区的5个铣削头,以往普遍是用在煤矿、地铁、巷道等工程建设,这是首次用在顶管机上。同时,此次下线的顶管机还具有一大优势,就是在拥有相等有效空间的情况下,矩形断面能节约35%以上的地下空间,且可以大大减小隧道的埋深,更能满足城市功能性地下设施对设备便捷性的高要求。


世界首台最大断面矩形硬岩顶管机“天妃1号”下线


它要挑大梁


将投入莆田火车站南北广场建设


“该顶管机从设计方案交流到详细图纸设计,历时约4.5个月。”厦工中铁营销总监兼商务部部长黎晓告诉记者,昨日下线的这台顶管机即将奔赴莆田火车站南北广场东西两侧地下通道建设现场。为了更好地为这一项目“保驾护航”,这一顶管机还专门设计了集成风化岩复合地层开挖、模块化设计、纠偏及防滚转控制、注浆减摩、顶推系统自适应等五大技术系统。接下来,厦工中铁还将陆续交付三台这样的大型顶管机,全部用于莆田火车站下穿通道建设。


据介绍,莆田火车站项目需要下穿铁路杭深线、在建铁路福厦线,穿越地层复杂,不仅要克服硬岩及复合地层施工难题,还要严格控制施工沉降,在国内乃至国际上尚属首次,难度极大。


黎晓说,该大型顶管机主要用于综合管廊、地下停车场、地下通道等工程建设,除了福建市场,接下来还将在上海、广东等地推广,可以在大型工程建设中很好地发挥“顶梁柱”作用。


文章来源: 台海网, 科技日报

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