快科技 8 月 17 日消息,据媒体报道,随着开挖直径达 17.5 米的 " 山河号 " 盾构机刀盘破洞而出,济南黄岗路黄河隧道盾构段宣告顺利贯通。
国家最高科学技术奖获得者、中国工程院院士钱七虎对此高度评价:" 这条世界最大直径的水下盾构隧道建成具有里程碑意义。"
济南黄岗路黄河隧道全长约 5.75 公里,其中盾构段长约 3.3 公里。该段工程极具挑战性,需依次下穿黄河大堤、黄河等敏感区域,最深覆土厚度达 49.2 米,最大水土压力高达 6.3 巴(相当于人手心大小的面积承受两名成年男子的重量),对掘进过程中的沉降控制要求极为严格,施工难度巨大。
施工中," 山河号 " 泥水平衡盾构机承担重任。在长距离穿越粉质黏土与胶结砂层叠合地层时,如同在 " 粘糕 " 中掘进,刀盘极易粘结形成 " 泥饼 "。
更严峻的是,区间内长达 2000 米范围不规则分布着大小不一的 " 钙质结核 ",其最大硬度达 41 兆帕,极易导致刀具磨损和卡泵问题。
为应对这些难题," 山河号 " 盾构机进行了针对性设计:创新应用大开口率带压复合型刀盘,装备自主研发的金刚石刀具、碎石机及双管路液压采石装置,并搭载 " 五官一脑 " 智能化装备系统,构建起盾构掘进的 " 智慧大脑 ",实现全流程感知、预警与智能决策。
最终,在黄河之下成功实现了全程 3.3 公里连续掘进不换刀,有效破解了不良地质带来的施工瓶颈。
面对盾构机开挖面积达 240 平方米(超过半个标准篮球场)带来的巨大泥浆量——每掘进一环产生 1200 立方米,中铁十四局创新采用 " 絮凝 + 提浓 + 压滤 " 组合工艺。
该工艺使泥浆日处理效率提升 50%,滤饼含水率降至 30% 以下,实现了泥浆高效处理及尾水循环利用、零外排的目标。
此外,针对特大断面管片上浮这一技术难点,项目团队应用了第四代同步双液注浆技术,浆液仅需 30 分钟即可形成早期强度,为成型隧道构筑起坚固的 " 金钟罩 "。同时,借助同步注浆检测设备对注浆效果进行可视化监测,精准判断壁后饱满度,成功将管片上浮量控制在 5 毫米以内。
据了解,中铁十四局团队在建设过程中,先后攻克了开挖面稳定控制、穿越悬河大堤沉降控制、特大断面管片上浮控制、海量泥浆绿色高效处理等 28 项关键技术难题。
施工中创下了最高日进尺 18 米、月进尺 426 米的优异成绩,刷新了 17 米级超大直径盾构隧道施工的世界纪录。
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