盾构机|“河南造”重器助力“世界级超级工程”
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汕头海湾隧道外景
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15米高的五层楼房
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直径达15.03米的“刀盘”
直径超过10米的盾构机在业界被称为“超大盾构” ， 因其自重、规格较大 ， 一旦跨入“超大盾构”的门槛 ， 尺寸每增加一定的规格 ， 背后所需支撑其“身材”的技术要求与难度便会成倍增加 。
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隧道建成内景
□大河报·大河客户端采访人员陈骏通讯员董超雯文图
昨天上午8时 ， 在广东省汕头市海湾隧道施工现场2米深的海水下 ， 宁静的水面泛起阵阵涟漪 ， 施工现场响起一片欢呼声：“世界级挑战性工程”——汕头海湾隧道西线正式贯通 。
在这背后 ， 起到关键作用的设备富含着浓浓的“中原基因”——这台打通隧道主体的盾构机名为“中铁306号” ， 系我国自主研制的首台15米级超大直径泥水盾构 ， 由位于郑州的中铁装备联合中铁隧道局以及位于洛阳的中信重工共同研制 。 与此同时 ， 这一隧道的成功开掘 ， 也正式掀开了我国跨江越海隧道建设新篇章 ， 对未来中国及世界海峡隧道建设具有重要意义 。
施工难度大超级工程“呼唤”大国重器
【盾构机|“河南造”重器助力“世界级超级工程”】汕头海湾隧道由中信集团投资 ， 中铁隧道局设计施工总承包 ， 位于海湾大桥和礐石大桥之间 ， 由海底隧道、南滨南路立交及北岸接线工程组成 。 这是目前我国最大直径越海盾构隧道 ， 是我国首条兼具城市道路与一级公路功能的水下盾构隧道 ， 同时也是中国第一条地处8度抗震设防烈度区的超大直径海底盾构隧道 。
汕头海湾隧道具有“大、高、硬、浅、险”等特点 。 “大”是指采用的泥水盾构机直径为15米级 ， 属于超大直径；“高”是指其处于高地震烈度区 ， 达到8度；“硬”是指岸上段孤石和海中基岩段 ， 岩石的强度高；“浅”是指盾构机上方覆盖层厚度薄 ， 没有达到通常要求的盾构机直径一倍以上；“险”是指海湾隧道处于软硬不均地层 ， 地质复杂 ， 施工难度大 ， 安全风险高 。 由于施工综合难度和风险首屈一指 ， 为国内最具挑战性的超大直径海底盾构隧道工程之一 ， 曾被钱七虎、孙钧、周福霖等院士称为“世界级挑战性工程” 。
汕头海湾隧道全长6680米 ， 双向六车道 ， 其中海底盾构施工段长3047米 ， 分为东、西线两座隧道 。 分别采用2台直径为15.01米和15.03米的超大直径盾构机施工 。
中铁装备为汕头海湾隧道西线项目量身订制了一台超大直径泥水平衡盾构机 ， 其刀盘直径达到15.03米 ， 这是我国自主设计制造的第一台15米级超大直径泥水平衡盾构 。
超大直径泥水平衡盾构具有对周边环境影响小、工厂化作业程度高、地面沉降控制精度高、安全快速的特点 ， 在我国一系列的跨江越海隧道施工中有着独特优势 ， 是“中国制造2025”规划中重点发展的高端装备 。 中铁装备组织优势研发团队 ， 并联合中铁隧道局集团、中信重工 ， 攻关突破多项核心技术 。 设备集合了超高承压能力系统集成设计、常压换刀刀盘技术、伸缩摆动式主
驱动技术、双气路压力控制技术、智能化程度高五大创新点 ， 填补了国内关于超大直径泥水平衡盾构研制的空白 。
历时651天国之重器屡破纪录
“中铁306号”全长138米 ， 总重量达到4100吨 ， 仅刀盘就重达600吨 ， 是真正的“巨无霸” 。
为了把这个庞然大物运输到现场 ， 中铁装备把盾构机刀盘分成13块 ， 壳体分成了10块 ， 尾盾分成了4块 ， 盾构机整体大大小小分成了上万块零部件 ， 运送总计用了150多辆大型运输车 。 在现场又前后历时三个月 ， 才将盾构机组装起来 ， 并具备掘进条件 。
自2018年10月始发以来 ， “中铁306号”在掘进过程中遭遇了诸多困难和挑战：盾构机上方覆盖层厚度薄 ， 地质复杂 ， 孤石成群 ， 隧道处于软硬不均地层 ， 给设备带来了严峻的考验 。
特别突出的是 ， 西线隧道第三段基岩凸起长度达71.8米 ， 岩石主要为中微风化花岗岩 ， 地勘揭露岩石最高强度达216兆帕 ， 是东、西线盾构隧道六段基岩凸起中岩石强度最大、施工风险最高的一段 。
为更有效应对超强硬岩 ， 中铁装备现场技术服务团队协助施工单位 ， 通过试验模拟优化了刀具配置 ， 成功克服了地质带来的各项施工难题 。 掘进期间创下最高月进尺460米 ， 日进尺25米 ， 周进尺150米的好成绩 ， 不仅刷新了国产超大直径泥水平衡盾构机的施工掘进纪录 ， 也创造了汕头海湾隧道全线隧道的月掘进纪录 。
自2018年10月26日始发 ， 至2020年8月7日成功贯通 ， “中铁306号”在孤石、基岩、8度地震烈度区等施工禁区 ， 历时651天 ， 成功绘出一道长达3047米的海底长虹 ， 创造了国产高技术装备筑造超级工程的新纪录 ， 也掀开了我国跨江越海隧道建设新篇章 ， 对未来中国及世界海峡隧道建设具有重要的指导意义 。
全天候南北通行筑造重大交通民生工程
汕头地处广东省东部 ， 限于四面环山 ， 汕头市区成岛状分离 ， 自古以来无法便捷实现各区互通互联 。 特别是国内唯一一座内陆海湾——苏埃海湾将汕头分割为南北两岸 。 上世纪90年代 ， 汕头就建成了海湾大桥和礐石大桥 ， 但已远远不能满足通行需求 ， 更兼台风、暴雨季节封桥禁行 ， 人们隔湾相望 ， 交通极为不便 。
汕头海湾隧道连接汕头南北两岸 ， 建成后为双向六车道 ， 主线设计行车速度60公里/时 ， 内部空间分为三层 ， 顶部为排烟通道 ， 中部为三车道行车层 ， 底部为救援通道及管廊 ， 形成一条全天候双向六车道过海通道 ， 成为连接汕头中心城区南北两岸的重要交通工程 。
汕头海湾隧道建成通车后 ， 将成为汕头市第三条过海通道 ， 能够全天候保障内海湾交通畅通 ， 是创造和提升汕头城市价值的重大交通民生工程 ， 对促进“一湾两岸”发展格局 ， 突出粤东中心城市地位具有重要意义 ， 更圆了当地居民全天候通行汕头海湾两岸的百年梦想 。
据了解 ， 隧道贯通后 ， 还将进行隧道内部建设 ， 预计将于2021年亚青会举办前实现通车 。
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