為「地下航母」配備「數字大腦」 國內首臺超大直徑同步掘進機「興業號」掘進進行中

  人民網北京12月28日電 （記者楊虞波羅）在珠海興業快線隧道工程現場，一臺重4500噸、超5層樓高的「地下航母」正奮勇掘進，這臺「地下航母」，就是由中交天和自主研製的中國首臺超大直徑同步掘進機「興業號」，這也是國內首次採用的同步掘進設計。
  據介紹，珠海興業快線隧道工程是未來連通港珠澳大橋和深中通道，把珠海市打造成為「粵港澳交通樞紐」的重要工程。
  該工程盾構隧道長度1740米，但地質情況極為複雜，其中：硬岩段占比超過70%，被稱「地質博物館」，且為首個國內直徑最大雙層疊落盾構工程，雙層疊落長約604米，盾構法施工面臨不少世界級難題。因本工程硬岩段的占比超過70%，更能充分發揮「興業號」同步掘進效果。截止目前，「興業號」已累計掘進260環，隧道成型520米，歷經淤泥質土層、液化砂層、斷裂帶、孤石群、不同強度花崗岩（強度最高達158兆帕）等地質。不同地層掘進需採用不同類型盾構機，淤泥質土層、液化砂層一般採用軟土盾構機、不同風化程度花崗岩地層一般選用硬岩掘進機（TBM），「興業號」則成功實現「一機多用」和「同步掘進」。


隧道內部。受訪者供圖

  珠海興業快線隧道是國內直徑最大雙層疊落盾構工程，雙層疊落段長約604米，在全國尚屬首例。上下層隧道最近間隔僅6米，對主隧道施工，尤其對管片成圓收斂、管片注漿、土層擾動沉降等質量要求極高。隧道主線與匝道採用雙層疊落盾構施工方式，先下後上，同向推進。主線隧道直徑15.2米，由「興業號」掘進，匝道隧道直徑11.73米。中交天和創新設計，為盾尾每個注漿系統增設流量、壓力控制裝置，確保每個區域注漿均勻精準，最終把管片錯邊量、沉降精度控制在毫米級範圍內；自主研製圓度收斂測量系統，做到「一環一檢測」。
  隧道設計最小轉彎半徑僅599.5米，這是超大直徑盾構機施工時的最大難題。「興業號」刀頭重約2000噸，在岩層中如何能實現自由轉向？對此，中交天和應用主動鉸接技術，把超大直徑盾構機最小轉彎半徑控制在450米內，在世界超大直徑盾構機施工中尚屬首次。中交天和總經理助理、執行總工楊輝介紹：「中交天和設計團隊研發主動鉸接技術，相當于為刀頭加一個關節，既能活動，能承受巨大壓力，還能防水防泥。」
  與此同時，「興業號」上配備的「數字大腦」能控制掘進方向和精度。據相關負責人介紹，為適應隧道小半徑轉彎，隧道單環管片楔形量必須多於常規尺寸60毫米以上。如此大的單環偏轉量和先導角度，對盾構機掘進保平及管片拼裝累積誤差糾偏是個全新考驗。
  「『興業號』配備的『數字大腦』，用自主巡航技術和管片智能化拼裝等全新技術控制掘進方向和精度，實時把各項動態參數傳送監控中心，實時監管地層數據反饋鏈和動態參數調整，及時糾正出現的問題。此外，專家坐鎮後臺，嚴格按『決策指導層、診斷指令層、分析反饋層、操作執行層』四個層級指揮施工，做到『一環一研判』『一環一總結』。」該負責人表示。