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虎门之下 “深江1号”盾构机刷新世界海底掘进纪录

金羊网 2024-08-21

8月19日,在珠江口水面下106米深处,随着“深江1号”盾构机顺利完成3590米既定掘进任务,由中铁十四局负责的深江铁路珠江口隧道顺利抵达海底最深处,这是中国大盾构水下掘进的最深纪录,也是世界高铁盾构海底隧道掘进的最深纪录。工程建成后,中国高速列车将在百米海底飞驰。 

 现场人员庆祝盾构机抵达106米 宋明骏 摄

全长13.69公里的珠江口隧道是深江铁路重点控制工程,采用矿山法+盾构法组合施工。其中,中铁十四局采用一台开挖直径13.42米的“深江1号”盾构机,从东莞虎门向广州南沙方向掘进3590米。掘进过程中,盾构机下穿多条主航道,先后穿越13种地层、5种复合地质,全断面硬岩掘进长达2.75公里,花岗岩强度最高达124.6兆帕,还连续穿越17条断裂带及分支,区间工程复杂的水文及地质条件,为工程带来了极大的难度。

 隧道纵断面示意图

据中铁十四局深江铁路项目负责人李兵介绍,隧道盾构段最低点位于珠江口水面下106米,“深江1号”盾构机最大承受水土压力可达10.6巴,在国内尚无同等条件的工程经验和设计标准可供参考。

针对施工难题,项目团队量身定制了“深江1号”盾构机,配置了常-带压重型复合刀盘、可伸缩主驱动、双层壳体,同时集成了高精度大流量环流、高效重载物料运输、主驱动密封自动加压、盾尾间隙测量、管片自动选型及浮动检测、隧道通风制冷等一系列智能化系统,确保盾构机在超高水压、超大埋深、裂隙发育的不良地质段连续、稳定、安全掘进。

 成型隧道

中铁十四局深江铁路项目总工程师陈兴飞介绍,“深江1号”盾构机于2021年12月始发,历时969天,一路下坡掘进,今天终于抵达最低点106米处。掘进过程中,长达490米的断裂带及分支是地质条件最复杂、施工难度最大的区间,其中最宽的15号断裂带宽达32.5米,区间岩层不均一、软硬不均、埋深大、水压高,施工风险极高。

 工程技术人员在检查盾构机运行状况 刘福昌 摄

深江铁路新建深圳至江门铁路是我国“八纵八横”高铁网沿海通道的重要组成部分,正线全长116.309公里,设西丽(不含)、深圳机场东、滨海湾、南沙、中山北、横栏、江门(含)7座车站,西丽至南沙段设计速度200公里/小时,南沙至江门段250公里/小时。滨海湾站位于虎门路东社区,站房建筑面积为17998平方米。深江铁路总工期5.5年(不含先开段),计划2028年4月建成通车。届时,从虎门到深圳机场、南沙、中山、江门、阳江、茂名、湛江等地的时间都将缩短。

延伸阅读

工程六大特点:

地质差。深江铁路珠江口隧道穿越13种地层、5种复合地质、17条断裂带,其中全断面硬岩长2.75公里,岩石强度最高达124.6兆帕。 

水压高。隧道最大埋深106米,海水压力达10.6巴,为世界之最。 

接收难。盾构机首次在空间极其狭小的海底洞室内采用原位拆解+洞内回拖的方式进行接收,盾构机接收、拆解、运输难度大,挑战高。 

强腐蚀。隧道穿越多条断裂破碎带,与海水贯通,化学侵蚀环境作用等级高,对盾构设备、实体结构的耐腐蚀性提出了更高要求。 

坡度陡。盾构机掘进一直处于全程长距离下坡状态,最大坡度达25‰,长距离、大坡度给设备排污、物料运输、通风、降温等盾构施工造成了极大困难。 

直径大。隧道设计为单洞双线高速铁路隧道,管片外径12.9米,盾构机开挖直径13.42米,为大直径盾构隧道。

针对以上特点,项目部集合科技创新资源,确定开展的科技创新研究课题集中在超高水压、长距离硬岩掘进刀具快速更换、海底小空间盾构机原位拆解等7项前沿技术,为隧道安全高效施工提供坚强保障,也为世界海底隧道工程提供了宝贵经验和借鉴。

施工大事记:

2020年12月20日,首幅地连墙。 

2021年4月25日,最后一幅地连墙入槽。 

2021年8月24日,“深江1号”盾构机下线。 

2021年12月8日,“深江1号”盾构机刀盘下井,在虎门沙角始发。 

2021年12月24日,“深江1号”盾构机始发。 

2022年11月19日,隧道掘进1000米。 

2023年5月23日,隧道掘进2000米。 

2023年11月26日,“深江1号”盾构机开始穿越断裂带。 

2024年6月6日,“深江1号”盾构机成功穿越最宽的15#断裂带。 

2024年6月23日,“深江1号”盾构机成功穿越全部17条断裂带。 

2024年8月19日,“深江1号”抵达海底106米处,隧道完成预计掘进任务。

文、图|记者 王俊伟 通讯员 虎门宣