我国盾构机挑战世界极寒环境,顺利完成莫斯科地铁项目首条隧道的贯通(2019年第5期)

2019年4月4日,由中国铁建重工集团有限公司(以下简称铁建重工)与中铁十六局集团有限公司、中国铁建国际集团有限公司为莫斯科地铁联合定制的5台挑战世界极寒环境盾构机中的首台——“波丽娜”号盾构机顺利实现莫斯科地铁项目首条隧道的贯通,标志着铁建重工成功攻克了极寒地质条件下盾构施工这一世界级难题。

据了解,此次施工的莫斯科地铁项目为莫斯科地铁第三换乘环线西南段,总长约4.6公里,包含维尔纳站、米秋林站、阿米尼站3座地下车站、4个盾构区间共计9条隧道,是莫斯科市轨道交通网络中地铁换乘环线的重要组成部分,也是俄罗斯首次在地铁建设中引进外国企业施工的项目。“波丽娜”号自2018年6月11日始发以来,经历了长达5个月漫长冬季严寒气候考验,在最低气温达-20℃的条件下顺次穿越始发洞门、黏土层、富水砂层、中间风井含钢筋混泥土墙及富水砂层中的接收加固区,在下穿运营铁路时实现了“零沉降”,顺利完成1043环、约1.5公里的隧道掘进任务,在掘进期间最大日进尺达29.4米,最大月进尺达432.6米。该盾构机为土压平衡盾构机,直径6.28米,配备了可耐-35℃低温的主驱动,整机关键部件钢结构均采用耐低温材料,并增加了液压泵站、变频器等设备的辅助加热系统,解决了盾构机在极寒温度下连续施工难题。同时,该盾构机首次采用垂直储带技术的连续皮带机,能够储存450米皮带,具有占地面积小、结构紧凑、出渣速度快等特点,特别适用于地铁隧道施工中的渣土连续运输,大大提高了施工效率。

莫斯科地铁项目是我国盾构机进入欧洲的首个地铁项目,其首条隧道的顺利贯通,展示了我国盾构装备的优越性能,标志着我国进入欧洲的首个地铁工程盾构施工取得重大突破,将为2020年该项目如期建成奠定坚实基础,是我国高端地铁隧道施工装备进入欧洲地铁市场的新起点。

本期关键词:

1. 土压平衡盾构机

土压平衡盾构机是以渣土为主要介质来平衡隧道开挖面地层压力的盾构机。推进时,盾构机前端刀盘旋转掘削地层土体,切削下来的土体进入土仓。当土体充满土仓时,其被动土压与掘削面上的土压、水压基本平衡,使得掘削面与盾构面处于平衡状态(即稳定状态)。此时,通过控制盾构机排土量等于开挖量即可使开挖面的土体始终保持动态平衡,防止压力失衡导致地表隆起或沉降。

2. 垂直储带技术

垂直储带技术是通过垂直储带仓进行延伸皮带储存的技术。盾构机在掘进过程中,渣土输送皮带需随着盾构机的前进向前延伸,因而需要储存一定长度的皮带。垂直储带仓内安装有一系列滚筒,利用皮带缠绕滚筒上,在竖直狭小空间内进行皮带储存,并随盾构机掘进往外延伸来实现渣土的连续运输。

(供稿单位:中国铁建重工集团有限公司)