瘦西湖隧道工程開創(chuàng)了國內(nèi)超大直徑盾構(gòu)盾尾整修先河,攻克了“世界級(jí)黏土”難題,創(chuàng)造了2項(xiàng)世界紀(jì)錄,成為目前世界最大直徑的單管雙層隧道。
2013年2月21日,“瘦西湖號(hào)”盾構(gòu)進(jìn)入全斷面黏土地層,在接下來的10 m掘進(jìn)過程中,刀盤泥土黏附增多,土艙及氣泡艙內(nèi)黏土堆積等問題一步步暴露,導(dǎo)致每掘進(jìn)2 m需要36 h才能基本排出渣土,若按照這個(gè)速度掘進(jìn),即便不出任何意外,也得需要3年時(shí)間才能貫通,這顯然不能確保隧道按時(shí)建成通車。針對(duì)這些問題對(duì)盾構(gòu)進(jìn)行了一系列自主改造,不僅順利穿越瘦西湖水底,創(chuàng)造了我國在全斷面黏土地質(zhì)條件下盾構(gòu)掘進(jìn)的“新速度”,還攻破了多項(xiàng)世界級(jí)難題。
揚(yáng)州瘦西湖隧道工程所使用的這臺(tái)身價(jià)3億多的盾構(gòu),是針對(duì)南京長(zhǎng)江隧道所處砂礫石地層量身打造的“穿江”設(shè)備,若要使其在全斷面黏土地層實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn),需對(duì)刀盤刀具、沖刷系統(tǒng)、泥水分離系統(tǒng)進(jìn)行改造,同時(shí)要針對(duì)單管雙層隧道設(shè)計(jì)方案,對(duì)吊機(jī)、供氣系統(tǒng)等進(jìn)行全新的設(shè)計(jì)。
經(jīng)判斷需停機(jī)改造氣泡艙沖刷系統(tǒng)。經(jīng)過專家的建議和與設(shè)備廠家的溝通,確定了“瘦西湖號(hào)”盾構(gòu)最終改造方案:拆除影響渣土外排的格柵、碎石機(jī),增加4套高壓沖洗水槍。在邀請(qǐng)國內(nèi)知名盾構(gòu)專家“會(huì)診”時(shí),專家們?cè)诼犎×诉@一方案后,著名盾構(gòu)專家吳圣宏說:“在全斷面老黏土地層中推進(jìn)泥水盾構(gòu),是一個(gè)世界級(jí)難題,國內(nèi)外尚無先例。”
由于這一系列改造方案需要進(jìn)入到盾構(gòu)氣泡艙內(nèi)來完成,而整個(gè)氣泡艙是由半斷面的漿液和半斷面的壓縮空氣組成,必須帶高壓進(jìn)入氣泡艙、關(guān)閉前艙門,創(chuàng)造安全的作業(yè)環(huán)境,才能實(shí)施預(yù)定改造方案。通常大直徑泥水盾構(gòu)進(jìn)艙作業(yè)一般由外方專業(yè)人員完成,但外方人員到位慢、工作程序復(fù)雜、費(fèi)用極高??紤]到盾構(gòu)停機(jī)位置拱頂覆土較為薄弱,施工方為避免因前閘門關(guān)閉時(shí)間長(zhǎng)、掌子面失去壓縮空氣的支撐進(jìn)而塌方的災(zāi)難性后果,展開了與時(shí)間賽跑的攻堅(jiān)戰(zhàn)。2013年4月1日上午,盾構(gòu)在停機(jī)23 d后,正式恢復(fù)推進(jìn)。
2013年5月24日,國際巖土力學(xué)學(xué)會(huì)原副主席、中國巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)理事長(zhǎng)、中國工程院院士錢七虎到瘦西湖隧道工地作指導(dǎo)。了解到施工單位用當(dāng)前世界上直徑最大的15 m級(jí)盾構(gòu)在“遇水則軟,無水則硬”的全斷面硬塑黏土層施工,在國內(nèi)乃至世界上都是首次。
瘦西湖隧道工程開創(chuàng)了國內(nèi)超大直徑盾構(gòu)盾尾整修先河,攻克了“世界級(jí)黏土”難題,創(chuàng)造了2項(xiàng)世界紀(jì)錄,成為目前世界最大直徑的單管雙層隧道。