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          EN

          江底飽和帶壓開艙,換刀效率提高8倍

          發布時間:2016-05-02 信息來源:中交天和
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           江底飽和帶壓開艙,換刀效率提高8倍

           
           

              盾構機隧道掘進,巖石堪比“磨刀石”

           

              一個火柴盒上站上兩個人,這就是緯三路過江通道盾構機在江底承受的壓力,0.72MPa的高水壓,超過了已建和在建的任何隧道。然而江底復雜的地質,讓掘進中的盾構機不得不帶壓更換刀具。飽和帶壓換刀工藝在緯三路過江通道的成功應用,標志著國內在特殊不良地質條件下盾構施工的重大突破,也標志著我國超大直徑盾構隧道的施工技術水平達到了一個新高度。 

           

              緯三路過江通道北線長4930米,其中盾構段3537米;隧道南線長5530米,其中盾構段4134.8米。盾構機一次掘進距離較長,比已建成通車的南京長江隧道還要長出1000多米。同時,由于采用雙層隧道,緯三路過江隧道也是目前世界上最大的盾構隧道之一,開挖直徑達15米。盾構刀盤直徑14.98米,為世界第二。 

           

              “緯三路隧道底部埋深達到水面以下72米,盾構機要穿越淤泥、粘土、泥巖、粉砂巖、卵礫石等多種土層,特別是巖石層強度較大,全靠這刀盤?!睋暼愤^江通道S線項目部經理張英明說,刀盤上有滾刀、刮刀、切削刀、先行刀等不同種類的719把刀。盾構機要在江底掘進,江底的巖石就如一塊“磨刀石”,尤其是在穿越上軟下硬的復合地層時,刀具極易在軟硬結合面上因沖擊造成崩齒、斷刃等非正常磨損,同時疊加淺覆土、高水壓等風險,施工難度極大。 

           

              當盾構機掘進至572環時,因刀具磨損嚴重必須停機開艙進行刀具的檢修和更換。由于盾構機位于長江底部,不具備地層加固等常壓開艙的條件,工程上首先采用的是技術比較成熟的常規壓縮空氣開艙工法。 

           

              “緯三路過江通道這種地質條件復雜、工作壓力較大、刀具檢修或更換頻繁的工程,常規壓縮空氣開艙工法存在很大的弊端?!睆堄⒚髡f,開艙前后加減壓耗時很長,作業人員在艙內真正工作的時間不足1小時,工作效率很低,極大地影響工程進度。而作業人員呼吸壓縮空氣,隨著壓力的增加會引起作業人員氮麻醉,并且容易出現減壓病,對人員健康危害很大。 

           

              于是,更為先進的飽和帶壓開艙工法開始在南京緯三路過江通道盾構停機開艙作業中首次嘗試使用。 

           

              飽和帶壓開艙是指自開艙之日起,作業人員經歷一次加壓過程,長期(15—30天)在設定壓力的飽和居住艙生活和休息,每天乘坐穿梭艙運送至盾構機工作艙內從事檢修工作4到6小時,結束當天工作后乘坐穿梭艙返回居住艙,待換刀任務完成后一次性減壓返回常壓的工作方式。而按照常規的方式,作業人員每次到艙內作業都需要加壓、減壓,而且只能在艙內作業30分鐘,時間短,效率低、費用高?!帮柡蛶簱Q刀工藝不但大幅度減少停機換刀作業時間,效率提高了8倍以上,還避免了每班次作業必須加減壓的缺陷,極大減少了作業人員減壓病發生的幾率?!睆堄⒚髡f。 

           

              據了解,目前我國已經成為世界上修建大型水下隧道最多的國家,然而,日益突出的盾構被迫停機檢修或換刀的問題,成為困擾我國盾構技術發展的重要瓶頸,如何安全、快速地進行開艙、檢修或更換刀具也成為盾構行業最為關注的問題。飽和帶壓開艙工藝以其作業效率高、安全性和經濟效益好等特點,已成為解決高水壓下盾構隧道施工關鍵技術,是對盾構技術的重要拓展。而該技術在緯三路過江通道工程中的探索使用在我國尚屬首次,該工法相關設備的研制、開挖面穩定的保障、加減壓流程、人員培訓與醫療保障技術等,填補了國內空白。

           

              忽滿勝 蔣孝輝 鞠義成 夏鵬舉

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