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青島海底隧道施工用了十幾種國內外先進設備
發布時間:2018年11月23日 作者: 來源: 瀏覽次數:

       該報道刊載在科技日報上。
        國內首條地鐵海底隧道貫通,每延米承受300輛小汽車的壓力

  列車穿行“過?!?,這些技術顯神通

  奮戰3年多,國內首條地鐵海底隧道——青島地鐵1號線海底隧道近日順利貫通。該隧道全長8.1公里,最深處距離海平面約88米,為國內最深的海底隧道。

  參與青島地鐵1號線海底隧道建設的中鐵三局青島地鐵一號線海底隧道項目總工程師張富強告訴科技日報記者,作為目前國內最深的海底隧道,青島地鐵1號線海底隧道海底區間線路縱坡呈“V”字形,最深處距離海平面約88米,每平方厘米至少承受4.2公斤水壓,相當于隧道每延米承受300輛小汽車的壓力。

  精準辨識風險 穿越18條斷裂破碎帶

  斷裂破碎帶被認為是海底隧道施工最大的攔路虎。地鐵1號線海底隧道工程地質復雜,主要巖性為花崗巖、安山巖、凝灰巖,共穿越18條斷裂破碎帶,破碎帶和海水直接連通,施工中極易發生坍塌、滲漏、突水,安全風險等級為Ⅰ級。

  為控制風險,施工單位組合了世界上最先進的地質探測和預報手段,通過系統性的對比和分析,消除漏判和誤判,實現風險的精準預判和辨識,在此基礎上對風險點采取針對性的預處理措施,從而使風險得到超前防控。

  比如TSP法,即運用地震勘探原理,對爆破作業產生的波進行收集處理分析,通過該方法,可以分辨隧道開挖面前方地質體的性質,包括軟弱圍巖帶、含水情況、節理裂隙發育帶、斷層等,一般探測預報深度可以達到200米左右。

  高分辨電法則以巖體為媒介,根據巖石電阻率成像探測識別隔水層厚度、斷裂破碎帶含水和導水構造等地質構造。

  地質雷達,利用高頻電磁波技術通過收集反射訊號,判斷有無被測目標以及目標距離?!白酆鮮褂蒙鮮齜椒?,大大降低了施工過程中的風險?!敝刑智嗟旱靨?號線項目經理胡紅星說。

  控制爆破振速 減少對外界影響

  海底隧道修建方法主要有鉆爆法、沉管法和掘進機法。因具有適應性強等諸多優點,鉆爆法是主流方法。但在青島地鐵1號線海底隧道施工中,遇到了新情況。

  從地圖上看,過海隧道與既有的膠州灣海底隧道相互平行,二者相距150米。這么近的距離,如果爆破的力度掌握不好,很有可能對正常運營的膠州灣海底隧道造成極大影響。

  如何盡量降低對膠州灣隧道的影響?“我們采取的對策是多打孔、少放藥,控制爆破的振速?!焙煨撬?,施工人員在施工隧道及運營隧道內布置測點,提取振動實測數據,建立與海底地鐵隧道地質、施工條件耦合的爆破振動變化規律。通過研究爆破施工對正在運營的膠州灣海底隧道結構的振動影響規律,總結研究海底地鐵隧道合理的爆破施工參數,得出一次起爆藥量、單段起爆藥量、最大爆破循環進尺等主要參數的控制指標,將爆破施工對已經運營的膠州灣海底隧道的爆破振動速度降到最低。在爆破時,施工人員都是先爆破巖石內部,然后再逐層向外爆破,盡量減少爆破對外界的影響。

  機械化利用率高 最大限度減少人工

  施工的安全和效率離不開各種先進機械的助力。為啃下過海隧道這塊“硬骨頭”,施工人員用上了十幾種國內外先進的機械設備,其中包括一臺從瑞典進口的有3條手臂的三臂鑿巖臺車。

  胡紅星介紹,三臂鑿巖臺車是全自動電腦控制隧道鉆眼設備。施工人員在電腦中輸入相關參數后,臺車就可以自動定位。3條十幾米長的重型液壓鉆臂可同時鉆孔作業,根據設置的開挖參數自動控制炮眼方向。

  “之前,人工鑿巖需要配18人,每打一個孔需要6—7分鐘,完成一個斷面打孔用時3個小時。三臂液壓鑿巖臺車,平均每孔用時2分鐘,只需一小時就能完成打孔,大大節省了時間?!焙煨撬?。

  除了三臂鑿巖臺車,濕噴機械手、全液壓自行式仰拱棧橋等也是隧道施工作業的“神器”。以前采用人工噴射方式,混凝土很容易濺到身上,一個人一小時只能噴射4—5立方米的混凝土,而且不容易噴均勻。濕噴機械手每小時噴射混凝土達20立方米,通過??厴柚?,能避免噴射不均勻的問題,提高施工的質量。

  胡紅星告訴記者,該海底隧道機械化利用率達到90%以上,實現全程移動信號跟進覆蓋、全作業面視頻監控和智能化網絡化管理,形成了機械化、智能化、網絡化的高效流水作業生產線,大大降低了勞動強度,最大限度減少了人工使用。

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