超级装备 最聪明盾构机挑战穿海工程

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  2019年1月18日,海宏号盾构机在大连始发,这一被称为最聪明的盾构机完全由中国研发,为此次施工量身打造。
  梭鱼湾,正在建造的中国航母就停泊于此。大连地铁5号线要穿过这个海湾,考虑到巨轮的出入,不能架设跨海桥梁,因此采用海底隧道。但是隧道会穿越一个海底岩溶区域,有上千个溶洞,其中最大溶洞高30米,这使得施工必须一路穿过硬质岩石,夹杂溶洞——地层密度变化大,盾构机更容易歪头、钻偏。而盾构机掘进到溶洞,可能会马失前蹄,栽下去;穿越溶洞还可能引起坍塌或涌水,威胁生命。这次施工国内尚无先例可循,是世界性难题,于是这一超级装备应运而生。
  海宏号盾构是目前世界上功能最全的盾构机,核心部件设计全球领先,刀盘直径12.26米,整机长度约158米,总重约2840吨。
  那它是如何解决这些世界性的难题的呢?

难题1:


  在近50米深的海底掘进,水土压力高,施工人员带压作业,有风险效率低。
  破解:设计常压刀舱,让施工人员在常压状态下更换刀具。“这是这台盾构机最先进的地方。走进刀舱,在狭小空间里,刀具都安装在刀筒内,可提出刀筒,升起阀门,更换刀具,整个流程中操作人员都可在刀舱内完成。“以往,换刀要在到刀盘最前端,不但需要专业的潜水减压装置,而且在巨大的压强下,只能工作两个小时。”设计师张国良说,通过常压刀舱的设计就可以彻底解决这个问题。

难题3:


  在狭小空间内更换刀具,刀盘不能活动,更换效率降低。
  破解:主驱动采用伸缩摆动形式,当需要更换刀具时,可将刀盘缩回,提升换刀的便捷性,能够有效适应上软下硬地层,提升对主轴承的保护。“如果拿汽车打比方,就相当于发动机前面的装置是可以转动和伸缩的,不但更换部件变得很方便,最大限度保护轴承,同时还提高了工作效率。”张国良说。

难题4:


  大量泥浆混杂,传送一旦堵塞排渣不畅,就会導致作业面压力升高,作业面失稳,增加施工危险性。
  破解:采用双破碎机系统提高主机段携渣能力,降低前仓滞排概率。“这套系统可将渣土粉碎的更加彻底,并配备了大功率的泵机,可迅速排渣,同时也在环保方面有所作用。”张国良说。
  值得一提的是,它配备了更精良的传感系统,盾构机在掘进时“感到”力量不平衡,就能尽快调整。
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