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开创山岭隧道开挖新模式
 
发布时间:2018-03-05
 
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    126日,由中国铁设设计的世界首例马蹄形盾构隧道——蒙华铁路白城隧道贯通。马蹄形盾构的成功应用和白城隧道的顺利贯通,标志着我国机械化隧道施工技术已进入世界先进行列,为蒙华铁路的如期开通奠定了坚实的基础,也为中国铁设在山岭地区盾构设计施工方面积累了丰富宝贵的经验。

  蒙华铁路白城隧道位于陕西省靖边县内,隧道全长3345米,为时速120公里单洞双线电气化重载煤运铁路隧道,隧道最大埋深为81米。隧道主要穿越砂质新黄土及松散砂层,土质松软,线路范围内需下穿包茂高速、油气管线、高压电塔等“三管三线一塔”,因此,采用常见的矿山法施工风险较大。

  2015 10 月,白城隧道参建各方组织讨论盾构方案的可行性,经过多轮充分研究,各方一致确定白城隧道由矿山法变更为马蹄形盾构法施工。2016 1 月起,中国铁设正式开始白城隧道马蹄形盾构方案施工图设计,期间经过不断摸索,解决了异形断面盾构管片设计、盾构区间基底加固、四电洞室设置等设计难题,完成了全套施工图设计。

  而为推动蒙华铁路建设,满足马蹄形盾构工法的施工需要,中国铁设主导,联合中铁装备集团、中铁四局等单位自主研发了世界首创“马蹄形”盾构机,这台“异形”盾构机因有别于圆形盾构机产品,由于盾构机刀盘呈倒“U”形,远观形似马蹄状,因此得名——马蹄形盾构机。

  马 10.95 米、宽11.9 米,九个刀盘既可同时转动,也可单个转动、任意组合转动、不同方向转动,有调试、掘进、维保等三种模式可供选择。当盾构机发生滚转时,可通过多个刀盘问向转动使盾  构获得反方向的扭矩,以达到滚转纠偏的目的。该盾构机于20167月成功下线,并经拆卸、运输、拼装、调试,于201611月正式始发。

  历经14个月的昼夜鏖战,白城隧道安全贯通,这是马蹄形盾构工法首次应用于铁路山岭软土隧道领域。相比普通圆形盾构断面,马蹄形盾构断面减少了10%15%的开挖面积和大量轨下混凝土回填圬工方,极大地提高隧道空间利用率、施工安全度和机械化水平,属世界首创。

  在施工过程中,技术人员还开展了 《大断面马蹄形盾构隧道施工技术》 科研课题,其中包含十余项子课题研究,目前已形成科研成果,为今后我国山岭软土软质隧道盾构法施工奠定了理论基础。

  马蹄形盾构工艺的成功研制形成了具有我国自主知识产权的超大断面马蹄形盾构设计和施工技术,实现了“异形”盾构装备的自主化和智能化,为我国高端设备进军国际市场也提供了强有力的工程示范。

 
 
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