通讯员杨璇张玺
六月蓉城,暑意渐浓。成都城区地下62米深处,蜀安隧道已褪去盾构掘进时的忙碌,全面转入轨下填充板施工及盾构机拆运施工阶段。时光倒回一个月前——5月22日,随着直径14米的“成渝号”盾构机缓缓破土而出,成渝中线高铁全线控制性工程蜀安隧道顺利贯通。至此,这条连接成渝地区双城经济圈的高铁大动脉,全线41座隧道全部贯通,为后续建成通车奠定了坚实基础。“通了!终于通了!”贯通那天,阳光洒满工地,中铁十一局建设者的汗水与笑容交织在一起。这背后,正是他们19个月攻坚克难,创新突破超大城市复杂环境高铁建设难题的生动烙印。
41天,全国大盾构组装始发新纪录
成渝中线高铁是我国“八纵八横”高铁网沿江通道的重要组成部分,全长292公里,设计时速350公里。蜀安隧道全长10380米,其中盾构段长9824米,是目前国内已建成的最大直径土压平衡盾构隧道。
传统钻爆法震动大、风险高。使用盾构法,在超大城市地下“穿针引线”,便是最大限度减少高铁建设对成都主城区影响的最优方案。
蜀安隧道采用两台14米级超大直径土压平衡盾构机同向掘进。其中,承担4.5公里掘进任务的“成渝号”盾构机,总长105米、重3344吨。这台“钢铁巨兽”配备了带压复合型刀盘、伸缩式主驱动、开挖仓伸缩摄像头等先进装备,搭载了地层界面识别、气体环境监测、刀具磨损检测等智慧工装。
然而,“成渝号”掘进的第一关,就遇上了“螺蛳壳里做道场”的难题。
2023年4月,当项目团队第一次到达始发井区域时,眼前是一个长宽仅24米的狭小基坑——大约一个标准篮球场大小,却要装下比33辆大巴车还长、比3000辆小汽车还重的盾构机,谈何容易。除了作业空间局促,组装效率的问题也接踵而至。按照常规,这种规模的地面始发井,在城市密集建筑区组装调试盾构机需要至少60天。可是,工期不等人。
在经过多方验证和多次实地勘测后,项目团队创新采用分体始发工艺,将“成渝号”拆解为8大模块,先让刀盘和主机组成的“机头”下井,由配套台车组成的“身体”部分暂时留在地面,二者通过管线连接。待掘进至足够长度后,再分批将台车下井对接,最终实现整机正常掘进。建设过程中,项目团队还先后攻克了盾构机集成化设计、组合式始发导台、狭小空间快速装机技术等10余项技术难题。
2024年11月28日,仅用时41天,“成渝号”顺利始发,创下全国大盾构组装最快纪录,填补了国内受限空间超大直径盾构分体始发的技术空白。
头顶上是川流不息的车流、正常运行的地铁、飞驰而过的高铁,而脚下庞大的盾构机,正在悄然掘进。
7天下穿,毫米级“微扰动无感通行”
在成都建设高铁,一个显著特点就是上跨下穿。这也造就了蜀安隧道成为成渝中线高铁名副其实的“咽喉”工程。
说它是“咽喉”,不仅因为10.38公里的地下穿行长度,更因为它所处的位置。隧道穿越成都城区密集建筑带,连续下穿成都绕城高速、既有运营铁路、城市地铁、市政道路及各类市政管网等50余处重要构筑物,最大埋深达62米,同时穿越软硬不均地层、砂卵石地层等多种不良地质,沉降控制要求不高于1毫米,施工环境复杂、安全风险极高。
“一个毫米级的误差,都可能导致地面沉降、管线损伤。”中铁十一局成渝中线高铁项目负责人王明华说。而最为惊心动魄的,莫过于“成渝号”盾构机下穿西成高铁的那7天。
西成高铁是连接西安与成都的客运大动脉,每日列车通行密度高达117趟,相当于平均每12分钟就有一列高铁从头顶驶过。行车密度之大,让盾构机穿越难度陡增。
“按照设计图纸,我们要下穿的是西成高铁北湖特大桥,隧道几乎贴着大桥的桩基斜穿而过,任何微小扰动都可能被无限放大。”王明华介绍道,穿越前,项目团队多次组织盾构专家论证,反复优化掘进参数与施工工序。穿越期间,他们先给桩基加上护板,然后再进行开挖。通过24小时自动化监测、超前地质预报、多层次注浆等措施,全面强化安全管控,确保各项指标均达到设计标准。
“我们盯着监测屏幕,眼睛都不敢眨。”该项目一分部副总工程师李碧波回忆道,“成渝号”穿越时,以每分钟1.5转的节奏削开岩层,管片拼装、同步注浆、渣土运输……整个过程一气呵成。当最后一班列车平稳通过时,现场沉降数据远远优于预警值,所有人终于长舒一口气。
最终仅用时7天,“成渝号”成功穿越西成高铁北湖特大桥,全程实现“微扰动无感穿越”,实现了“零沉降、零变形”。
全国首创,关键技术跑出掘进加速度
传统的盾构施工中,推进与管片拼装必须分步进行。推进一段后停下来,再拼装管片,无法同时作业。这意味着大量的“等待时间”。
而“成渝号”搭载了中铁十一局联合华中科技大学国家数字建造技术创新中心丁烈云院士团队共同研发的新技术——“推进—拼装”并行施工技术。该技术通过油缸实时编组分区、推进压力重分配与压力自适应控制,实现掘进与拼装同步作业。简单来说,就是盾构机一边往前挖,一边在后面同步拼装管片。
这项全国首创性技术,让“成渝号”单日掘进效率提升35%,复杂地质月掘进达到400米,创下了全国14米级盾构施工新纪录。
管片拼装,高质量管片是关键。蜀安隧道的高效掘进,离不开管片生产的信息化管理和自动化作业。“管片是隧道的永久衬砌结构,其生产精度直接关系到隧道成型质量。”中铁十一局青白江管片厂负责人表示,该厂承担蜀安隧道49190块盾构管片生产任务。为确保生产质量,项目团队建成国内智能化水平最高的管片自动化流水生产线,相较于传统施工方式,生产效率提升达20%。
此外,“成渝号”盾构机还配备了“水平连续皮带机+垂直皮带机”组合出渣系统,创造了国内最大带宽垂直皮带机纪录,渣土输送能力达每小时1700吨。
随着蜀安隧道的顺利贯通,成渝中线高铁桥梁、隧道等主体工程已全部完工,全线进入轨道铺设阶段。未来建成后,高铁列车将途经蜀安隧道在成都主城地下穿行而过,为成渝地区双城经济圈交通一体化注入崭新动能。
曾经,“蜀道难”的千年嗟叹犹在耳畔。如今,钢铁巨龙在成都地下穿行而出,悄然融入城市脉络,谱写出新时代的蜀道新歌,为千家万户的便捷出行保驾护航。