新浪科技综合@历经12年，“世界级超级工程”汕头海湾隧道今日迎来历史性突破新浪科技综合2020-08-07 14:21:570阅( 二 )
一边是技术成熟的进口盾构 ， 一边是正在成长需要在实践中汲取营养的国产盾构 ， 面对汕头海湾隧道这样的“世界级挑战性工程” ， 选择进口盾构无疑能降低风险 ， 这种方案在专家技术人员里面也占据了主流 。
作为国家863重大科技项目——“超大直径泥水盾构关键技术研究和应用”的带头人洪开荣的心中始终有一个振兴民族工业的梦想：“盾构机作为一种高端复杂设备 ， 是‘大国重器’代表之一 ， 是一个国家科研水平、工业制造水平和综合国力的重要体现 ， 国产盾构经过几十年的追赶 ， 取得了飞跃的发展 。 但国产盾构仍有许多空白需要填补 ， 其中一个重要原因就是 ， 许多人都倾向于选择成熟的进口盾构 ， 而不愿承担国产盾构应用过程中所带来的风险 ， 以至于国产盾构错失了很多成长机会 。 ”
最终在洪开荣技术团队的坚持下 ， “一中一外”两台盾构同场竞技的方案被确认 ， 国产盾构第一次迈进15米级超大直径领域 。
作为这台国产盾构制造商 ， 中铁装备的副总经理王杜娟的心里别有一番感受：“国产盾构用几十年走过了发达国家近两百年的历程 ， 汕头海湾隧道是时代赐予我们的舞台 ， 我们要做的就是无愧于这个舞台、无愧于这个时代 。 ”
2018年4月 ， 进口盾构从汕头海湾隧道南岸始发 ， 历时736天 ， 穿越苏埃海湾 ， 于2020年5月成功抵达北岸 。
2018年10月 ， 国产盾构亦从汕头海湾隧道南岸启航 ， 历时660天 ， 穿越苏埃海湾 ， 于2020年8月成功抵达北岸 。
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图6/9汕头海湾隧道南岸施工 。国产盾构和进口盾构先后始发、同向掘进、同台竞技 ， 在苏埃海湾20余米的水下 ， 共同演奏了惊艳世界的壮美音符 。
创新成就海底隧道建设名片
盾构机是建设隧道的利器 ， 前方刀盘上分布了几十、上百把刀具 ， 相当于人的牙齿 ， 通过刀盘的旋转 ， 刀具切削磨碎前方的障碍物 ， 实现不停地向前推进 。 而刀盘刀具结泥饼是制约盾构机在粘性地层高效掘进施工的难题 。
遇到软土粘性地层 ， 刀盘刀具容易结泥 ， 在遭遇极硬的岩层时 ， 又易出现刀具异常磨损破坏等情况 。 海底隧道通常都会遭遇软硬不均地层 ， 两种情况同时存在、此起彼伏 。
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图7/9施工人员在操作盾构机 。 王冰炎 摄为更有效应对超强硬岩 ， 中铁隧道局进行了一系列创新 ， 如采用重型滚刀并且加宽刀刃厚度、升级刀圈的梯度硬度设计、常压滚刀防后退监测装置、常压滚刀刀具安装优化创新、刀具螺栓强制防松等 ， 并形成了刀具运行状态智能监测融合掘进参数评价的理论与关键技术 ， 实现了刀具可感可知可换 。 据统计 ， 汕头海湾隧道东线盾构海域182米基岩凸起段掘进共计换刀225次 ， 平均每掘进1米需要更换刀具2.5次 。
每一项技术革新 ， 既离不开施工现场的技术攻关 ， 也离不开后方科研团队的潜心研究 。 中铁隧道局汕头海湾隧道项目党工委书记陈广江回忆道：“我们依托国内唯一的盾构及掘进技术国家重点实验室 ， 随时将现场采集的地层标本送到郑州进行检测 ， 每一块漂洋过海上千里的石头 ， 最终都化成了盾构机向前掘进的针对性参数、刀具设计和防护措施 。 ”
在汕头海湾隧道这个世界级挑战性工程的舞台上 ， 多项前沿研究交叉汇聚：中铁隧道局与广州大学、西南交通大学共同进行高烈度地震区海底超大直径盾构隧道地震响应规律及抗震技术研究；与中铁装备共同开展盾构机设计制造专题研究；与中南大学共同研究海底单管特长隧道防火关键技术；与盾构及掘进技术国家重点实验室、同济大学进行土-岩-孤石混合地层超大直径盾构装备及施工关键技术研究……
【新浪科技综合@历经12年，“世界级超级工程”汕头海湾隧道今日迎来历史性突破新浪科技综合2020-08-07 14:21:570阅】汕头市苏埃通道建设投资有限公司总经理孔少波将工程的成功推进归结于创新与科技：“汕头海湾隧道既是一项超级工程 ， 也是一座学校、一所实验室 ， 各行业的大咖群星荟萃 ， 多领域的前沿成果不断碰撞融合 ， 为我国未来的长距离深埋海峡隧道奠定了技术基础 。 ”
开启跨江越海时代的新篇章
汕头海湾隧道跨海隧道段处于海中主航道下方 ， 有三段基岩凸起 ， 长度约182米 ， 凸起的基岩强度达到216Mpa ， 面对超高强度基岩 ， 许多专家认为不能直接掘进 ， 应进行预处理 。
洪开荣带领的技术团队依托盾构及掘进技术国家重点实验室进行了一系列破岩试验 ， 坚持盾构直接掘进 。
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图8/9王冰炎 摄从2019年7月8日到2020年2月5日 ， 在对刀具、刀筒等进行针对性的大胆革新后 ， 历时156天 ， 最终安全顺利通过基岩凸起段 ， 开创了国内采用盾构机直接通过基岩的先例 。
行业内不少人起初对盾构机直接通过的方案持怀疑观点 ， 随着时间的推移 ， 盾构机一米一米的向前 ， 怀疑声逐渐被肯定和赞叹取代 ， 并吸引了大量的调研观摩团队 。 看着成型的隧道摆在眼前 ， 观摩团惊叹不已：“你们抢先拿到了建设海峡隧道的门票！”
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