国内高速建设领域首次应用 “四川造”大国重器创下“全球之最”
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人民网成都9月25日电 (记者郭莹)9月24日,全球最大直径双护盾TBM(全断面岩石掘进机)——“越喜号”在成都新津区下线。这台开挖直径达13.01米的“四川造”大国重器在完成工厂总装调试后,就将投入金口河至西昌高速公路(以下简称“金西高速”)越喜隧道的建设。
“越喜号”下线,标志着我国在复杂地质条件下超大直径隧道施工装备领域取得新的重大突破。这也将是国内高速公路建设领域首次应用大直径双护盾TBM开展主洞掘进。
TBM广泛应用于铁路、地铁隧道工程,极少现身高速公路建设。金西高速为何大胆选用这一工艺?
首先是工程的现实必要性。越喜隧道全长18.4公里,计划工期6年。作为金西高速的核心控制性工程,其建设进度直接决定整条高速能否如期贯通。金西高速建成后,将彻底结束凉山州甘洛、越西、喜德3县不通高速的历史。隧道早一天建成,沿线群众就能早一天获得出行便利。
其次是隧道工法选择因地制宜,综合考量地质、岩性、造价与周边环境。越喜隧道以砂岩为主,岩体软硬适中,适合TBM掘进;洞口毗邻成昆铁路复线,途经生态敏感地带,建设过程中要尽可能减少环境扰动,辅助坑道开挖受到严格限制。
此外,公路主洞需要更大的开挖断面,要求TBM刀盘直径更大,整机体量也随之变得庞大。
“越喜号”开挖刀盘直径13.01米,为全球最大直径双护盾TBM;整机长220米,相当于一列标准高铁动车组首尾相接的长度;总重3500吨,约等于800头成年亚洲象的重量。设备由刀盘、盾体、主驱动、主推进、钢排架拼装等37个系统组成。如此庞然大物如何在隧道内一边前进一边“啃食”坚硬岩体呢?
答案藏在旋转刀盘和推进系统里。
“越喜号”的巨型刀盘上,布置了83把19寸镶齿滚刀。刀盘转动时,滚刀紧压在岩壁上,把岩石碾裂、压碎,一点点“啃”下坚硬岩石。与此同时,机器依靠油缸动力向前推进,一边掘进,一边开展支护,拼装预制钢筋混凝土管片,如同给隧道贴上坚固“墙砖”。
作为双护盾TBM,“越喜号”具备软硬地层灵活切换的能力。遇到完整坚硬岩体时,设备伸出撑靴紧紧撑住洞壁,以此作为发力支点,依靠液压油缸推着刀盘向前碾磨岩石;一旦进入软弱围岩地段,设备便收起撑靴,依托已经拼装完成的管片作为支撑,拉动前盾与刀盘持续掘进。另外,设备还搭载了多功能超前钻注一体机、自动激光导向系统,犹如安上了“千里眼”与“顺风耳”,实现“边探边掘、超前加固”。
据了解,越喜隧道将采用“左洞TBM超前、多通道辅助右洞”的长隧短打方案。左洞15.7公里采用TBM掘进,剩余段落采用钻爆法施工;右洞全部采用钻爆法。从施工效率来说,使用TBM工法,每月进尺可以达到380米以上,两套工法协同发力,是单纯使用钻爆法的3-5倍,可以高效推进隧道的建设。
作为连接成都经济区与攀西经济区的重要通道,金西高速建成后将破解雅西高速冬季冰雪管制难题。线路与G5京昆高速、S66隆得高速、G7611都香高速等区域交通动脉有机衔接。届时,沿线区域将进一步融入成渝地区双城经济圈,助力四川“四向八廊”综合交通走廊加快完善。
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