近日，由鐵建重工和中鐵十四局聯(lián)合研制的國產(chǎn)首臺常壓換刀大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)“沅安號”完成了沅江隧道掘進(jìn)，隨著“沅安號”盾構(gòu)機(jī)刀盤破土而出，標(biāo)志著我國水下盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)械制造、復(fù)雜地質(zhì)條件下盾構(gòu)隧道建造技術(shù)均達(dá)到世界先進(jìn)水平。
據(jù)了解，由中鐵十四局承建的湖南常德沅江隧道是湖南省最大的水下盾構(gòu)隧道，也是千里沅江第一條隧道，隧道位于湖南省常德市沅江一橋與三橋之間，這里河道彎曲，江面寬闊，汛期水位高于城市地面約6米，為典型的“地上河”。
隧道地質(zhì)條件復(fù)雜，盾構(gòu)段總長3360米，其中全斷面卵礫石地層長達(dá)3000米，卵石最大強(qiáng)度達(dá)到73兆帕，比巖石還要硬一些，磨蝕性強(qiáng)，刀具磨損嚴(yán)重。
該地層富含承壓水，滲透系數(shù)大，水壓高。江中段最大覆土18.2米，最小覆土11.3米，汛期最大水土壓力達(dá)5.5倍大氣壓力。始發(fā)端隧道覆土6米，接收端隧道覆土4.6米，均小于盾構(gòu)直徑，盾構(gòu)機(jī)始發(fā)和接收的安全風(fēng)險(xiǎn)高。
“史上最美盾構(gòu)機(jī)”國產(chǎn)首臺常壓換刀大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)
針對這些地質(zhì)難題，鐵建重工針對性設(shè)計(jì)研制的“沅安號”盾構(gòu)機(jī)，是國家“863”重大科技專項(xiàng)重點(diǎn)項(xiàng)目，為國產(chǎn)首臺常壓換刀大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。
盾構(gòu)機(jī)刀盤直徑11.75米，整機(jī)長度132米，重達(dá)3000噸，刀盤設(shè)計(jì)為桃花瓣形，應(yīng)用在桃花源故里，被譽(yù)為“史上最美盾構(gòu)機(jī)”。
“桃花”綻放：2017年9月24日，“沅安號”橫空出世。萬眾矚目，超高顏值的它，猶如綻放在沅江上的“大桃花”。
載望出征：2017年12月28日，“沅安號”順利始發(fā)，肩負(fù)重任穿越“湖南第一隧”——常德沅江隧道。
穿隧過江：2018年10月9日，常德沅江隧道工程東線隧道順利貫通，桃花依然美麗綻放
“沅安號”盾構(gòu)機(jī)采用自主研發(fā)的常壓換刀技術(shù)，常壓更換一把刀具只需40分鐘，比帶壓換刀效率提高了10倍以上，能夠有效避免由工作人員帶壓進(jìn)行換刀作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)，使換刀作業(yè)更安全更快捷，大大提高了作業(yè)效率。此外，高精度氣液壓力平衡控制技術(shù)的應(yīng)用，保證了掘進(jìn)開挖過程中掌子面持續(xù)高精度穩(wěn)壓控制；大功率泥漿環(huán)流沖刷系統(tǒng)優(yōu)化匹配技術(shù)為系統(tǒng)高效開挖和輸送提供了一體化保障措施，便于靈活操控和實(shí)時運(yùn)行參數(shù)調(diào)整率；出漿口配備的碎石機(jī)鑲嵌合金齒，采用液壓驅(qū)動，碎石效率高；集成箱涵同步拼裝技術(shù)使掘進(jìn)施工過程中可進(jìn)行預(yù)制箱涵同步拼裝，能夠有效縮短工期。
該設(shè)備整機(jī)性能先進(jìn)可靠，從始發(fā)到貫通設(shè)備完好率始終保持在98%以上，尤其是常壓換刀技術(shù)的成功研發(fā)和應(yīng)用，徹底打破了國外在該領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，填補(bǔ)了我國在盾構(gòu)機(jī)常壓換刀技術(shù)領(lǐng)域的空白，開創(chuàng)了國內(nèi)大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)的新篇章。
據(jù)悉，沅江隧道是中國鐵建第一個集合（鐵四院）勘察設(shè)計(jì)、裝備制造、施工建造、運(yùn)營管理為一體的重大民生工程，也是國家第三批PPP示范項(xiàng)目，建設(shè)總概算25.44億元，建設(shè)期3年，運(yùn)營期25年。
隧道建成后，開車最快可5分鐘過江，對于緩解大橋和航道交通壓力、實(shí)現(xiàn)“一江兩岸，協(xié)調(diào)發(fā)展”規(guī)劃將起到巨大拉動作用。
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