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盾构掘进靠我七十二变

发布时间:2013-04-22阅读次数:

417日上午,在南京纬三路过江通道项目部,项目副经理吴忠善的办公室内,91个装着泥水的矿泉水瓶吸引笔者目光。办公室内放置收藏品的本就不多见,且收藏的尽是些不起眼的泥水,确实惹人好奇。凑上前去,发现每瓶泥水都略有不同,色泽略有变化、沉淀体积也参差不齐,上面标有采集日期、采集点、和两排符号。

后来得知,那两排符号是盾构掘进的米数和泥水的配合比,都是在盾构掘进的关键转折点,如地质变化和变化过程中搜集取样的。吴忠善视它们为宝,说它们是这项高新技术工程的见证者,是项目部不断探索研究地层变化和泥水适应性的依据。

南京纬三路过江通道项目是国内大直径越江隧道工程,亦是国内距离江面最深、承受水压最高的隧道工程,开创了中国大直径大深度越江隧道施工的先河。

据吴忠善介绍:“这个项目采用泥水平衡盾构技术,通过泥水平衡盾构机进行隧道掘进,泥水占首要位置。它可是我们泥水平衡盾构机的血液啊!”

泥水也称泥浆,血液之称原因有三点:正常指标的泥浆为盾构挖掘面快速形成密封的泥膜,以保持挖掘面稳定而不坍塌;泥浆也是输送盾构机挖掘下来的渣土的唯一载体,泥浆将渣土通过泥浆循环管路带到地面的泥水分离站,由泥水分离站将渣土分离出来,剩下泥浆经过调整后,再进入循环;同时,泥浆又是润滑剂,它对盾构机前段的刀盘和刀具起到减磨作用,延长了刀盘和切削刀具的寿命,进一步提高了盾构机的掘进功效。

原来,不起眼的91瓶泥水,对于这项探索性的工程而言,是技术不断成熟和工程顺利进展的推动剂。让笔者好奇的是,什么样的灵感创造了第一瓶泥水的生命?在机械操作的不成熟性、人机配合的磨合期、地下地质的不明确性等诸多谜团面前,项目部又是如何迈出艰难的第一步呢?

时间追溯到盾构开始掘进的前半年,项目部获悉河海大学参与过类似小直径隧道工程,积极联系河海大学,并耗资140万元同河海大学签订了《泥水盾构泥浆成膜、开舱稳定性及壁后注浆性能研究》的合同,及时掌握了泥浆变身的总体思路,这为后期盾构掘进中,遇到不同地层需不断调配适应的泥浆时,提供了解决问题的方向。

南京纬三路隧道工程是国内地层最复杂、最多变的隧道工程,在长达3557米的盾构掘进段中,泥水平衡盾构机将穿过淤泥、粉砂、粘土等近十种地层,甚至是泥岩和砂岩等高硬度强磨蚀地层。然而在不同地层和不同水压下,所需泥膜参数也各不相同,一种泥膜是无法适应全段多地层施工的。吴忠善解答了笔者对于泥水样本91瓶之多的疑惑,并告诉笔者,他会用这种特殊的方式继续记录这项科技的成长。

并不是所有通过试验检测的泥浆,都能符合现场泥水平衡的要求。试验室负责人张郁说,一次掘进过程中,试验人员发现输送的泥浆不能满足挖掘面的泥水平衡,便立即从现场采样,调整适应当前地层的泥浆配合比,现场泥浆不断在管内循环,调整时间极为有限,要在一小时后的下一循环“新鲜”泥浆到达之前调配到位。现场试验员沉着冷静的面对着每一次失败,终于在第28次试验中,成功实现泥浆变身。

能让泥浆变身的不仅只有试验仪器,泥浆站的兄弟们也有这门手艺。

笔者通过泥水站站长王弢获悉,36日,项目部决定进行首次高压带压换刀,在6.3公斤每平方厘米的压力下作业,这在国内尚属首例,是技术难度高,质量要求相当苛刻的一项先进技术。换刀前的高浓度泥膜就让项目部在始发点停住了脚步。用6方容量的运输车作为泥浆制作和运输的主要工具已不能满足大规模泥膜制作工艺在时间和质量上的高要求。

王站长见此状况,报告了项目部,项目部组织泥水站、盾构部和试验室相关技术人员共同商讨,群策群力,及时增设泥水站循环管路,通过盾构泥水管路直接连接制浆池和膨化池,使高标准泥浆直接泵送到挖掘面,大幅度提高了建模质量和效率。为刷新国内高压力下带压换刀技术的最高记录打下了坚实基础。(熊薇)

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