几层楼高的盾构机,在伸手不见五指的地下挖隧道,不但不能迷失方向,还要把精准度控制在毫米级。这个“穿针引线”的技术活是谁在做?又是怎么做到的呢?我们一起去认识老中青三代“穿越者”。
眼疾手快把沉降值控制在毫米级
(资料图片仅供参考)
隧道贯通前夕,记者见到了“京华号”盾构机最年轻的机长,25岁的王虎然,他正驾驶着盾构机以每天20米的速度往前掘进,为隧道高精度贯通做最后的冲刺。
中铁十四局北京东六环改造工程盾构机长 王虎然:我们的掘进方向控制是通过我们这块屏幕上的一个导向系统,然后时刻地进行微调。
盾构机究竟是怎么挖掘隧道的呢?首先要靠前方的巨大刀盘开疆拓土。密密麻麻的刀头像牙齿一样旋转切削泥土,同时通过向前方注入泥浆,掉落的土体与泥浆混合后,再由管道泵送到地面。挖土的同时,通过控制多组液压油缸顶推设备前进,每掘进2米,拼装一环管片,这样边挖边拼装,像拼积木一样,环环相扣,盾构机走过的路就是隧道了。
中铁十四局北京东六环改造工程机电部副部长炊立成:如果说把盾构机比作一条钢铁蚯蚓,那么它的刀具就是“牙齿”,用来咬碎前方的泥土砂石。现在在我身后的就是它的“牙齿”,我们现在看到的是单独的一把,其实在整个刀盘上有上百把这样的刀具。
眼前的这些刀头,重量从80多斤到300多斤不等。当刀头磨损到一定程度,就需要更换了。在几十米深的地下换刀不像在地面作业这么简单,因为要面对的是地下高压环境,相当于不带任何防护装备下潜到几十米深的海里。由于高难度、高风险,高压换刀技术一度被国外垄断。
江底换刀 突破核心技术
直到2009年,这张照片里的中国人赵斌,经过万里挑一的选拔和高强度体能训练后,完成了首次在高压环境下换刀作业。
中铁十四局大盾构公司掘进中心副主任 赵斌:当时我们在南京长江隧道的时候,带压部分的刀具出现磨损,然后我们盾构机正好处在江底下60米的深度,我们压力大概要达到6公斤左右,就是相当于水下潜水60米的深度。
赵斌说,高压作业在1分钟之内,压力会从0上升至6公斤,温度也从常温飙升到50多摄氏度。40分钟紧张的换刀作业后,接下来是长达4个多小时的减压过程。如果快速减压,体内的氮气没有及时排除,身体会有爆炸风险。
中铁十四局大盾构公司掘进中心副主任 赵斌:当时我的心也是扑通扑通的,想着我们自己也要掌握这门技术,想着做“第一个吃螃蟹”的人。
安全高效穿隧道老铁道兵终圆梦
此后,我国自主研发的常压换刀技术取得突破,作业风险大大降低,“安全、高效穿越隧道”终圆梦。今年68岁的周先民在北京东六环改造工程担任顾问,他曾经是一名铁道兵,参建南疆铁路、京九铁路、南京长江隧道等工程。
中铁十四局北京东六环改造工程顾问 周先民:当年我们的施工主要是搞钢钎、大锤、铁镐、铁锹、小推车,现场上经常出现塌方、涌水、泥石流。当时就是想什么时候能安全穿越隧道,有那么一台机器像穿山甲一样。这条隧道让我特别感慨,我们减少了人的劳动强度,完全实现了机械化和智能化。
随着盾构技术不断创新,一个个大国工程建设也实现了“加速度”。
中铁十四局大盾构公司掘进中心副主任 赵斌:截止到目前,我们现在中国大盾构施工水平也可以说是位居世界前列了。
中铁十四局北京东六环改造工程顾问 周先民:我们真正有了国之重器,中国的大盾构,从现在这个真正意义上讲,这条隧道才真正圆了我安全穿越隧道的梦想。
来源:央视新闻客户端
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