近日,深圳至江門高速鐵路全線正式開工建設,當中涉及全國最深的海底隧道,施工難度相當罕見。
深圳至江門高速鐵路。「中國鐵路」圖片
作為粵港澳大灣區的重要基礎設施,深江高鐵線路起自新建的深圳西麗站,向西經東莞市、廣州市、中山市、江門市,接入江門至湛江鐵路江門站,正線全長116公里,建設工期5.5年,全線橋隧比達98%。
大國重器助力超級工程。「中國鐵路」圖片
由於線路需要跨越珠江口獅子洋海域,地理環境十分複雜,設計人員經過數年方案比選,最終確定以隧道形式下穿珠江口。隧道全長13.69公里,是全線控制性工程,也是我國最深的海底隧道,水下最大埋深達115米,最大水壓1.06兆帕,長距離穿越幾十種複雜地層。
盾構機在海底掘進走向示意圖。「中國鐵路」圖片
百米深的海底隧道如何修建?這就需要兩台量身定制的「大國重器」,國產盾構機「深江1號」「深江2號」,他們可以像巨型穿山甲一樣,鑿岩破壁。
盾構機總長133米、總重約3900噸,絕對稱得上是龐然大物。這麼重,應該是實心的吧?其實不然,盾構機內部深長開闊,分佈著眾多精密線路,走入其中,仿佛置身一座機械城堡。
盾構機結構示意圖。「中國鐵路」圖片
盾構機的結構有點像火車,由刀盤、盾體、配套拖車組成。刀盤為盾構機最前端的「打洞利器」,上面鑲嵌著數量眾多、形狀各異的刀具。盾體為主機部分,起到支撐開挖隧道、保護盾構內部元件設備的作用。「深江2號」共有5節,行走機構在最前面,後面一節節加掛。
「深江1號」採用醒獅造型塗裝。「中國鐵路」圖片
有意思的是,這兩台盾構機不但是助力超級工程的利器,外觀亦有型有款。
「深江2號」採用蛟龍造型塗裝。「中國鐵路」圖片
「深江1號」採用醒獅造型塗裝、「深江2號」採用蛟龍造型塗裝,凸顯廣東地域文化特色,早在投用時就引起網民熱議。
如此龐大的「醒獅」、「蛟龍」,又是如何運作呢?
「95後」楊涔是全國首位女盾構機司機,對於能夠操作精密的大國重器馳騁在百米深的海底,她感到十分自豪。
對盾構機掘進過程中的動態控制要求極為苛刻。「中國鐵路」圖片
她介紹,由於土壤的軟硬程度不均勻,盾構機挖著挖著容易發生偏移,這時候就需要人工來調整方向。此外,盾構機長距離掘進後必須精準實現對接,猶如在大海中穿針引線,對盾構機掘進過程中的動態控制要求極為苛刻。
一個15平方米的駕駛室裡,有多達200多個按鈕、9塊螢幕,還有各類通話器,閃爍的指示燈讓人目不暇接。整個操作台分為推進系統和環流系統。
盾構機看起來巨大,卻是緩緩前行,每分鐘僅能推進幾釐米。目前服役的大多數盾構機日均掘進約5至10米,而「深江2號」創下日掘進24米、單月最高紀錄342米的好成績。
珠江口隧道。「中國鐵路」圖片
目前,「深江2號」已經掘進1200米,離珠江口隧道貫通更近一步,為深江高鐵建設打下堅實基礎,也展現了國產盾構機的「逆襲」。
十幾年前,國內盾構施工基本依賴進口設備,動輒數億元的「天價」盾構機出現故障後只能停工,等待外國工程師維修。由於外方對技術實行壟斷,維修保養時不允許中方參與,所需工時也完全取決於外方,嚴重影響工程進度。
2008年4月,我國研製出第一台擁有自主智慧財產權的複合式土壓均衡盾構機,實現了從無到有的突破,並且在隨後的幾年裡不斷自主創新。中國最大直徑土壓平衡盾構機、中國最大直徑硬岩盾構機、中國最大直徑泥水平衡盾構機紛紛問世,自主研發的盾構機從「有」向「優」邁進。
如今,中國製造的盾構機技術過硬、物美價廉,逐漸反超歐美,佔領全球大部分的盾構機市場,終於實現了逆襲。
毛拍手
** 博客文章文責自負,不代表本公司立場 **