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南京纬三路项目首创超高气压环境饱和潜水带压作业法

发布时间:2014-03-10阅读次数:

    由二航局三公司承建的南京纬三路过江通道N线工程,在世界范围内,首次成功使用超高气压环境下大直径盾构饱和潜水带压进舱作业。通过业主、监理及相关专家认证,开拓了科技创新的新成果。

    该项目路线全长6.93公里,盾构段长达3557米,盾构机掘进过程中需要穿越约500米的岩石层。施工所处地质结构复杂、技术难度高、施工风险大,是目前国内埋深最大、水压力最高的大直径盾构隧道。盾构段最大水土压力达0.74兆帕(相当于74米水头压力),具有穿越基岩深度深、穿越基岩强度高、穿越基岩距离长、石英含量高等工程地质特点,盾构机掘进过程中更换刀具不可避免。由于地质条件的限制,无法直接开舱换刀,更因为掘进至长江底部时,建立围堰、敞开式换刀在经济和时间上都不现实。该项目部遂邀请业主、监理相关专家,共同探讨合适该项目的换刀方案,最终决定使用世界上安全系数高、工作效率高的新方法——饱和潜水带压进舱作业,在如此高的水土压力下进行带压作业,在世界范围内也尚属首次,然而这项技术多被用于水压下作业,从未在超高气压环境中使用过,这也成为盾构机掘进过程中最具风险性、最具挑战性的施工作业。

    在一般水压条件下,压缩空气带压换刀过程中,作业人员为了适应作业舱内超高的压力,将会有一个升压、降压的过程,技术人员在此过程耗时约12小时甚至更长,在超高压力下的工作时间却仅有40分钟,并且作业人员容易患上“减压病”、“氮麻醉”及“氧中毒”等高压疾病。相比于一般的压缩空气带压换刀,使用饱和潜水带压作业是盾构施工中一种更为先进与安全的作业工艺,能够更大程度的保证作业人员的安全与健康,更是在工作效率上由原来的40分钟提高到了4小时,普通压缩空气带压换刀5至6班能完成的任务,使用饱和潜水带压作业只需要1班就能完成。

    与常规压缩空气带压换刀作业相比,饱和潜水带压换刀,通过在开挖面形成复合泥膜,能有效地保障换刀空间的闭气性,提高作业安全系数;避免了每次常规压缩空气带压作业之后繁琐的减压程序,降低了“高压疾病”的风险并大大提高了作业效率。该项目部经过周密的策划和反复的模拟试验,已经成功将此项新技术作业常态化。

    该项目在超高气压环境下的饱合潜水带压进舱作业,填补了世界范围内盾构施工过程中关于高气压条件下盾构机泥水舱内长时间作业关键技术研究的空白,将对国家重大工程的建设起到积极的支撑作用,并为国内外正在修建的其它大型隧道提供理论依据和实用技术,也为国内外规划中的隧道施工提供技术支持,促进和推动隧道施工技术的发展和全面进步,具有重要意义与不可忽视的作用。(钱琳运  杨擎)

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