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行业动态
地下工程全机械化施工重大突破 盾构法联络通道技术国内首次应用
[ 发布日期:2018-02-13 09:52:14 | 浏览:252次 ]

    2018年2月3日,宁波地铁盾构法联络通道技术发布引发业内人士集体观摩。此项新技术研发和应用,是向地下工程全机械化、盾构工程全系统化迈进的关键一步,对推动包括交通、市政、水利隧道连接工程在内的整个地下工程发展都具有重要意义。

    由中铁上海工程局施工的宁波地铁3号线鄞南区间联络通道全长17米,是国内贯通的首条盾构法联络通道,同时也是世界上首条采用盾构法施工的轨道交通联络通道。来自中国土木工程学会轨道交通分会、中国工程机械工业协会及协会掘进机械分会、日本地域地盘环境研究所等国内外行业专家,以及数十个地铁建设单位、设计单位、施工单位及高校的专家、科研和管理人员参加了此次成果发布会。

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会议现场

    公开数据显示,我国地铁建设至2020年总里程将达6000公里,目前在建地铁总里程位居世界第一。在国内地铁建设如此高速、成熟的情况下,为何这短短17米的盾构法联络通道却能引起业内这么广泛的关注呢?

    据中铁上海工程局宁波项目部负责人高昆鹏介绍,由于地铁联络通道施工是在“洞中打洞”,作业面小,不便使用大型工具设备,所以目前国内地铁联络通道施工多采用冷冻法-矿山法施工。该方法施工造价较高、工期较长、风险较高。采用盾构法联络通道施工技术,原先需要100多天完成的隧道施工,现在仅需30天左右。而且盾构法土压平衡基本上是零沉降,能很好地解决环节影响问题。鄞南区间联络通道于2017年12月29日成功始发,于2018年1月15日顺利贯通。业内人士普遍认为盾构法施工能有效规避传统方法施工的各类缺陷,是地下隧道工艺发展的趋势。

    事实上,国内外在联络通道施工中已开展了相关的机械法研发和工程实践,并验证了全机械法施工的安全、效率优势。但此前的机械法施工多限于顶管法施工,盾构法还是空白。据中铁上海工程局城轨分公司总工程师丁修恒介绍,顶管施工多用于直线顶推,曲线顶推较难掌控,且顶管施工后部要提供很强的支撑,这在既有结构中受限较多。相比较而言,盾构法掘进具有更大的优势。

    既然盾构法施工优势明显,且地铁盾构掘进技术早已成熟,为何此前很少有联络通道盾构法施工的尝试和实践呢?丁修恒解释到,相较于常规主隧道盾构掘进,联络通道盾构法施工对推进技术、始发到达技术、高精度测量技术、结构变形控制技术都有较高要求。

    针对这些难点,由中铁上海工程局集团牵头,与上海市隧道工程轨道交通设计研究院、中铁工程装备集团、宁波大学成立了科研、设计、施工联合体,进行了大量科技攻关,历时10个月,将结构设计、装备研发、施工工艺等核心技术难题陆续解决。针对联络通道盾构法施工的特殊性,宁波地铁科研团队研究设计出盾构区间内置式泵房;利用足尺试验研究,明确联络通道和主隧道管片联络通道机械化施工全过程的受力性能;研究制定狭小空间套筒进出洞技术;通过全环境模拟试验,确保进出洞过程中结构受力及内支撑体系的安全性及有效性……系列技术成果的形成,有效解决了联络通道盾构法施工的“疑难杂症”。前期,上海隧道股份集团参与了试验研究,提供了大量试验数据。

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现场观摩

    宁波地铁3号线一期工程鄞南区间联络通道位于鄞州公园东门北侧,隧道中心埋深16.94m,直径3.15m,长17m,盾构主要穿越地层为淤泥质黏土和粉质黏土。联络通道盾构法掘进过程中,中铁上海工程局城轨分公司宁波地铁项目部严格落实施工组织方案、密切关注掘进参数及盾构姿态控制、紧跟同步注浆,其科学的施工组织和先进的施工技术为鄞南区间联络通道的贯通提供了有力保障。

    “富水地质联络通道建设本身就非常困难,宁波地铁能够把盾构法从理论,到技术,再到工艺,都取得了突破,并且在实践中一一成功验证,是非常不容易的,这是一次创举。”中国矿业大学汪玉生教授激动地说。

    上海隧道股份集团总工程师朱雁飞也有深有感触,“此次实验成功的联络通道虽短,但背后的技术含量很高、技术体系很完备。短短的17米,不仅验证了机械法施工道路的正确性,更完成了作为建设者地铁建设全机械化施工的梦想。”

    日本地域底盘环境研究所的桥本正专家同样感触颇深,“利用盾构法在地下施工现在来说不是难事,在日本也有。但像宁波这样从一个盾构隧道始发,到另一个盾构隧道接收成功,我认为在世界范围内还是首次,这具有很大的意义,将来在世界其他地方也一定能够推广。”

    据了解,鄞南区间联络通道是中铁上海工程局城轨分公司承建的宁波轨道交通联络通道机械法科研、设计、施工总承包项目中的第一座联络通道,整个项目还包含宁波地铁2号线二期、3号线一期、4号线和宁波至奉化城际铁路工程共计26座联络通道,此次鄞南区间盾构法联络通道的贯通,为科研团队、施工单位提供强有力的实践支持和宝贵经验,将有效促进后续工作开展。

    另外,据不完全统计,全国地铁规划建设城市达58座,规划建设总里程7305.3多公里,目前在建里程5636.5公里,待建联络通道数量异常庞大。鄞南区间联络通道建设中,科研团队开展结构设计、装备研发、机械化施工技术及全环境模拟监测等研究,所形成的一整套完备科研成果,将为其他城市地铁建设提供技术参照。

    西南交通大学仇文革教授认为:“地下工程全机械化施工是行业发展的趋势。宁波地铁盾构法施工能在短时间内运用成功,并很好地解决了软土处理、防水止水等难题,这一技术突破可向综合管廊、隧道、通风井等其他地下工程领域拓展,以后还有望全国推广,并借助‘一带一路’发展机遇,向全球推广输出。”与会的无锡、南通、郑州、深圳等城市地铁建设单位,均表示希望将此项技术体系引入到本城市地铁施工中。

    在此次技术发布会上,专家们一致认为,联络通道盾构法施工技术作为一种革命性技术,具有安全、优质、高效、环保等技术优势,不仅是取代现有工法成为城市轨道交通盾构隧道联络通道施工的新的技术选项,更可以在地铁、公路区间联络通道,地铁出入口及风井,市政管廊检修井,长隧道中间风井,水务隧道连接线等地下连接工程中推广应用,具有广阔的市场前景。

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