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深江鐵路是我國“八縱八橫”高鐵網(wǎng)沿海通道的重要組成部分,也是落實粵港澳大灣區(qū)、“一帶一路”戰(zhàn)略的重大交通基礎(chǔ)設(shè)施,線路正線長116公里,設(shè)計速度250公里/小時,途經(jīng)深圳、廣州、東莞、中山、江門5個地市。作為全線控制性工程,深江鐵路珠江口隧道全長13.69公里,使用兩臺盾構(gòu)機相向掘進。中鐵隧道局承建的2標(biāo)段盾構(gòu)法隧道長2930米,隧道水下最大埋深115米,最大水壓高達1.06兆帕,創(chuàng)下了我國海底鐵路隧道最深紀(jì)錄,項目施工建設(shè)面臨三項世界難題。
超長距離
深江鐵路珠江口隧道2標(biāo)段全長9.175千米,屬于海底施工超長隧道,盾構(gòu)機需要在硬巖地質(zhì)下進行長距離獨頭掘進。
超高水壓
最大水壓1.06兆帕,相當(dāng)于在指甲蓋大小的面積上承受10.6公斤的壓力,強度超過10個標(biāo)準(zhǔn)大氣壓,在國內(nèi)尚無同等條件的工程經(jīng)驗和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)可供參考。
復(fù)雜地質(zhì)
隧道地質(zhì)條件極為復(fù)雜,地層軟硬不均占比22%,斷層破碎帶占比17%,全斷面花崗巖地層占比31%,巖石最高單軸抗壓強度達到202兆帕,巖性復(fù)雜多變,對設(shè)備性能和施工技術(shù)挑戰(zhàn)極大。
針對該隧道超長距離、超高水壓、復(fù)雜地質(zhì)的特點,項目量身定制的超大直徑(13.32米)“大灣區(qū)號”泥水平衡盾構(gòu)機,不僅可承受1.2兆帕的最大水壓,還擁有小刀間距常壓復(fù)合刀盤、可伸縮主驅(qū)動、超高壓自動補償、四回路保壓、氣墊直排掘進系統(tǒng)等多項創(chuàng)新科技加持,確保了盾構(gòu)機在超高水壓不良地質(zhì)段進行連續(xù)、穩(wěn)定、安全掘進
施工過程中,中鐵隧道局積極探索盾構(gòu)隧道智能建造實踐路徑,搭載了全國首套工序化應(yīng)用的盾構(gòu)智能掘進系統(tǒng),研發(fā)并應(yīng)用了智能掘進、智能拼裝、智能協(xié)同、智能診斷、智能檢測、智能構(gòu)件生產(chǎn)、智能物管、智能通風(fēng)等“八大智能”為核心的盾構(gòu)隧道智能建造體系,實現(xiàn)了盾構(gòu)隧道施工一鍵啟動“智能掘進”、預(yù)制構(gòu)件“智能拼裝”、群組設(shè)備“智能協(xié)同”、故障數(shù)據(jù)“智能診斷”、隧道結(jié)構(gòu)“智能檢測”等功能,助力工程高效優(yōu)質(zhì)推進。
據(jù)項目負責(zé)人介紹,2023年4月,“大灣區(qū)號”盾構(gòu)機掘進至F3-1斷裂帶,即將近距離下穿鳧洲大橋,盾構(gòu)機外殼距離橋樁最近處僅3.16米,沉降控制要求嚴(yán)、施工風(fēng)險高。項目團隊精心謀劃,制定了“智能檢測+實時比對+自動調(diào)整+超前注漿”的技術(shù)方案。穿越過程中,依托大數(shù)據(jù)云平臺和盾構(gòu)智能掘進系統(tǒng),精準(zhǔn)掌握當(dāng)前地質(zhì)情況與盾構(gòu)機掘進狀態(tài),分析調(diào)整最優(yōu)掘進參數(shù),實行“一環(huán)一策、動態(tài)管理”,實現(xiàn)了在大橋正常通行情況下,成功零擾動穿越全線首個一級風(fēng)險源——超近距離下穿鳧洲大橋,為后續(xù)類似工程施工積累了寶貴經(jīng)驗。自盾構(gòu)機始發(fā)以來,工程參建各方緊密合作、協(xié)同攻關(guān),“大灣區(qū)號”依次穿越了近21種地質(zhì)以及9條斷層破碎帶,期間創(chuàng)下了單日掘進24米,當(dāng)月最高掘進432米的好成績。
截至目前,珠江口隧道整體已累計完成三分之二的施工任務(wù)。深江鐵路建成通車后,將把深圳、東莞、廣州、中山、江門這五座大灣區(qū)城市更緊密連接在一起,實現(xiàn)深圳前海自貿(mào)區(qū)與廣州南沙自貿(mào)區(qū)半小時高鐵互聯(lián)互通,對進一步打造“軌道上的大灣區(qū)”,促進珠三角經(jīng)濟社會發(fā)展具有重要意義。