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搭载“泥水、土压、硬岩“功能于一体的三模盾构机简介

作者:周珍美  来源:中铁装备 中铁华隧  发布:2020/8/31  浏览: + 放大字体 | - 减小字体

摘 要:本文介绍了国内首台集“泥水、土压、硬岩于一体的三模盾构机——中铁820号正式完成组装。三模盾构机既有适用于透水系数较大、地表敏感、上软下硬地段及存在未探明孤石地层的泥水模式,也有应用于风化程度较高的岩层、土层掘进的土压模式,还有全断面硬岩及岩层破碎带发育段的泥水式TBM模式。

隧道掘进机分类

不同地质的隧道施工需要采用不用类型的隧道掘进机。目前市面上的隧道掘进机主要分为单一模式和双模式两大类。顾名思义,单一模式隧道掘进机就是只有一种模式,比如泥水(直排式、气垫式)盾构机、土压平衡盾构机、TBM(敞开式、护盾式)等;而多模式隧道掘进机常见的主要有“泥水+土压”的双模、“土压+TBM”的双模、“泥水+TBM”的双模等。

三模盾构机“中铁820号”

8月27日,国内首台集“泥水、土压、硬岩于一体的三模盾构机——中铁820号,在中铁华隧联合重型装备有限公司(以下简称中铁华隧)正式完成组装。三模盾构机既有适用于透水系数较大、地表敏感、上软下硬地段及存在未探明孤石地层的泥水模式,也有应用于风化程度较高的岩层、土层掘进的土压模式,还有全断面硬岩及岩层破碎带发育段的泥水式TBM模式。

“中铁820号”三模盾构机由广州地铁集团、中铁装备集团、中铁华隧共同研发,组装完成后将投入到广州地铁七号线二期萝岗至水西区间。该区间长为1086米,埋深约19—73米。复杂的复合地层是该区间隧道施工中遇到的最大难题,全断面硬岩地层、软土层、上软下硬地层在施工区域内密集分布。盾构机需穿越硬岩长约800米、岩石强度平均约为90兆帕,这段区间的孤石探明率高达66.7%,既有硬岩又有孤石,大大增加了施工难度。

针对七号线萝岗至水西区间软土、孤石及硬岩等地质环境,中铁装备研发人员不断改进盾构机的结构,通过强化盾构机结构、提升刀盘结构刚度及预防滞排能力,提高盾构机对于复杂地质工况的适应性。

三模盾构机的技术优势

与以往双模盾构不同的是,三模盾构的三种模式可针对不同地层实现一键转换,技术人员只要在主控室内就能操作,无需进仓拆装部件,大大避免了长时间的机械模式转换作业带来的风险。除了一键切换的优势,出渣顺畅和泥浆管路出渣也是三模盾构的优势,可以实现岩渣无级连续排出和工作区域无粉尘,并在一定程度上减少刀盘刀具磨损,有效避免了地铁工程在隧道施工过程中敞开式掘进遇到突涌水无法封闭土仓带来的地表安全风险。

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