攻堅復雜富水地層！甌江引水工程“爭先號”盾構機順利始發(fā)

2023-05-15 16:05 作者:中國工程報 0人讀過 | 我要投稿

近日

經(jīng)歷30余日的積極凍結

溫州甌江引水工程澤雅淺埋段

“爭先號”復合式土壓平衡盾構機順利始發(fā)

本次始發(fā)端頭使用的水平冷凍加固法

在浙江水利項目領域尚屬首次應用

標志著工程主線隧洞

全部進入主體施工階段

▲“爭先號”復合式土壓平衡盾構機

軟硬兼吃

復合式土壓平衡盾構挑重擔

溫州甌江引水工程澤雅淺埋段涉鐵隧洞是工程全線風險源最多、難度最大、工藝技術最為復雜的區(qū)段。該隧洞掘進總長1292.4米，歷經(jīng)9次地質(zhì)變化，需穿越沙礫卵漂石、含碎石粉質(zhì)粘土、熔結凝灰?guī)r等強透水、軟硬不均的不良地層。線路下穿DN2000原水管、金溫鐵路周岙特大橋、民房區(qū)、戌浦江等多種風險源。

▲澤雅盾構始發(fā)井鳥瞰

針對地質(zhì)特點以及涉鐵施工要求，項目團隊積極對接業(yè)主、代建以及參建各方，多次邀請專家團隊討論研究，最終選用安全性好、掘進效率高、適應性強的復合式土壓平衡盾構機進行掘進。

▲盾體吊裝拼裝作業(yè)

盾構施工集成開挖掘進、自動導向、渣土運輸、管片拼裝、通風除塵于一體，自動化、機械化程度高，安全穩(wěn)定高效。復合式土壓平衡盾構，通過強化驅(qū)動性能、配置復合刀盤、建立土壓平衡，保證各種復雜地層開挖穩(wěn)定，實現(xiàn)“軟硬兼吃”。

與傳統(tǒng)工藝相比，采用復合式土壓平衡盾構機更為安全、高效。在技術層面，解決了傳統(tǒng)工藝，復雜地質(zhì)環(huán)境隧洞開挖支護困難、作業(yè)條件惡劣、施工安全風險高的問題；在施工速度方面，更是能提高近三倍以上。

破冰始發(fā)

因地制宜巧用新工藝

沿著籠梯拾級而下，24米深的基坑內(nèi)，縈繞著因積極凍結作業(yè)產(chǎn)生的低溫冷凝霧，協(xié)作隊伍正在逐漸拆除洞門中央的冷凍管。

▲水平冷凍法加固洞門

本次始發(fā)端端頭使用的“冷凍法”，為浙江省水利行業(yè)首次應用此類工藝。該工藝最早在礦井施工中廣泛使用，適用于涌水、流沙淤泥等松散含水復雜地層條件的施工，工藝原理是利用冷凍機對冷凍液進行降溫，并通過循環(huán)管路輸送到需要冷凍的區(qū)域，使溫度向外擴散產(chǎn)生凍結效果。

▲冷凍機房

澤雅盾構始發(fā)井端頭地質(zhì)水文情況復雜，自上而下分別為雜填土、砂礫卵漂石、含碎石粉質(zhì)粘土、熔結凝灰?guī)r，屬中-強透水性地層。傳統(tǒng)注漿類、旋噴類和置換類地層加固工藝，無法同時滿足這種復合地層，投資高、風險大、施工周期長，加固效果難以保證。

冷凍法地層加固工藝，與該地層透水性強、含水率高，周邊水系、水網(wǎng)發(fā)達的特點相吻合。制冷設備制造零下30攝氏度低溫工業(yè)鹽水，通過保溫循環(huán)水管，與富水地層土體進行熱量交換，在洞門附近形成水平“杯型”凍結區(qū)，“杯底”凍結壁厚度3.0m，徑向至隧道管片外1.65m，外圈“懷壁”凍結壁沿隧道縱向長度為8.0m。凍結壁平均溫度為-10℃，凍土抗壓強度不小于4.0MPa，抗折2.0MPa，抗剪1.8MPa。

此凍結壁的功能為Ⅲ類，既承載又止水；洞門破除完成后，盾構機抵近凍結壁，防止凍結壁化凍失穩(wěn)。始發(fā)前配套止水措施，防止盾構始發(fā)過程中發(fā)生漏水風險。盾體完全進入加固體并封堵洞門后停凍解凍凍結壁；外圈凍結孔分組停凍，并逐孔進行封堵。

攻堅克難

擦亮青春亮麗底色

中鐵十局甌江引水涉鐵標項目部36人的管理團隊中，團員青年占29人，團隊平均年齡僅為28周歲。各部門負責人、工區(qū)長、技術主管及兩名項目班子成員全部都是團員青年。作為甌江引水工程全線唯一的參建央企，不僅施工內(nèi)容難度最高，團隊年齡也是最年輕的。