坐落在杭州城市主干道之下的杭州下沙路隧道，是杭州亞運(yùn)會(huì)代表性交通項(xiàng)目下沙路與12號(hào)路提升改造項(xiàng)目的關(guān)鍵控制工程。隧道受地下空間所限呈“S”曲線，有連續(xù)兩個(gè)610米的平面轉(zhuǎn)彎半徑，這在超大直徑盾構(gòu)施工中屬?lài)?guó)內(nèi)首次，在世界范圍也是少有。

杭州下沙路隧道

在項(xiàng)目建設(shè)的3年多時(shí)間里，中鐵十四局建設(shè)團(tuán)隊(duì)充分發(fā)揮大盾構(gòu)品牌核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)，圍繞盾構(gòu)裝備選型、管片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、盾構(gòu)隧道掘進(jìn)等方面優(yōu)化配置、科學(xué)創(chuàng)新，攻克大直徑、小曲線盾構(gòu)施工難題，按期實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)目標(biāo)。

針對(duì)性設(shè)計(jì)打造“最佳利器”

杭州下沙路隧道全長(zhǎng)7.47公里，其中盾構(gòu)段長(zhǎng)1612雙延米，雙洞雙向六車(chē)道，隧道管片外徑14.5米，設(shè)計(jì)行車(chē)時(shí)速80公里。

“每條線路的最小轉(zhuǎn)彎半徑610米的區(qū)段長(zhǎng)度均占到71%，連續(xù)直線部分僅占14%，超大直徑小曲線施工難度極高。”杭州下沙路隧道項(xiàng)目負(fù)責(zé)人屈克軍說(shuō)，隧道的連續(xù)“急轉(zhuǎn)彎”，對(duì)盾構(gòu)機(jī)適應(yīng)性提出了更高要求。

為此，建設(shè)團(tuán)隊(duì)在盾構(gòu)機(jī)選型階段，就開(kāi)展了針對(duì)性設(shè)計(jì)。他們優(yōu)化盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)設(shè)計(jì)，裝備15.07米直徑刀盤(pán)，采用4層刀高設(shè)計(jì)，配備輔助超挖刀，用以匹配大直徑、小曲線隧道掘進(jìn)條件，并配備了加強(qiáng)型盾尾刷。

“盾尾刷是保護(hù)隧道密封性的一道屏障，持續(xù)轉(zhuǎn)彎時(shí)，盾尾刷局部受壓會(huì)加大磨損，而轉(zhuǎn)彎過(guò)程中，盾構(gòu)與管片中存在的夾角則會(huì)減弱局部密封效果，易發(fā)生盾尾漏漿?！表?xiàng)目盾構(gòu)經(jīng)理杜繼凱說(shuō)。

建設(shè)團(tuán)隊(duì)通過(guò)反復(fù)模擬研討各轉(zhuǎn)彎半徑條件下的盾尾間隙，分析不同盾尾長(zhǎng)度與間隙的關(guān)聯(lián)，得出最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。“根據(jù)方案，我們應(yīng)用加強(qiáng)型盾尾刷，同時(shí)適當(dāng)放大盾尾間隙，并優(yōu)化盾構(gòu)油脂注入工藝，達(dá)到有效保護(hù)盾尾刷、降低盾尾刷磨損的目的，滿(mǎn)足盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的密封要求?！倍爬^凱說(shuō)。

此外，后配套物料運(yùn)輸系統(tǒng)是盾構(gòu)機(jī)高效掘進(jìn)的基本保障。杭州下沙路隧道對(duì)吊機(jī)軌道進(jìn)行了優(yōu)化，通過(guò)增加分段數(shù)量、縮短分段長(zhǎng)度、控制相鄰?qiáng)A角，滿(mǎn)足吊機(jī)行走機(jī)構(gòu)順暢運(yùn)行下的角度需求。

盾構(gòu)機(jī)始發(fā)現(xiàn)場(chǎng)

精準(zhǔn)控制打造“最優(yōu)姿態(tài)”

杭州下沙路隧道連續(xù)穿越河道、富含沼氣地層、市政道路以及燃?xì)?、電力、給排水等主干管道，最小水平間距約1.2米，豎向最小凈距約9.2米。

“地上風(fēng)險(xiǎn)源密集，地下持續(xù)長(zhǎng)距離轉(zhuǎn)彎，且掘進(jìn)受軟土地層影響，整個(gè)施工中極易出現(xiàn)偏移，稍有不慎，后果不堪設(shè)想?！倍爬^凱回憶說(shuō)，隧道要在持續(xù)轉(zhuǎn)彎中穿越15個(gè)風(fēng)險(xiǎn)源，沉降控制要求高，施工難度大，盾構(gòu)機(jī)姿態(tài)控制極為重要。

操作人員正在操作盾構(gòu)機(jī)

建設(shè)團(tuán)隊(duì)充分發(fā)揮中鐵十四局大盾構(gòu)豐富施工經(jīng)驗(yàn)，引入智慧化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)全過(guò)程可視化動(dòng)態(tài)管理?！岸軜?gòu)機(jī)搭載了導(dǎo)向、刀具磨損實(shí)時(shí)監(jiān)控、管片上浮測(cè)量等智能化管理系統(tǒng)，對(duì)盾構(gòu)機(jī)軸線數(shù)值、管片上浮量等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集分析，為盾構(gòu)機(jī)施工參數(shù)調(diào)整提供依據(jù)?！表?xiàng)目總工程師劉磊介紹。

“我們操作的兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)均超5層樓高、超100米長(zhǎng)，在持續(xù)轉(zhuǎn)彎下，一點(diǎn)點(diǎn)小的偏差就有可能迅速發(fā)展擴(kuò)大，加大盾尾刷的磨損、對(duì)管片及周?chē)馏w產(chǎn)生擾動(dòng)，造成地表沉降或隆起?！倍爬^凱說(shuō)，在掘進(jìn)中，盾構(gòu)機(jī)操作人員必須要按照“小糾、勤糾”的原則，對(duì)掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，保證盾構(gòu)機(jī)始終按照軸線前行。

“項(xiàng)目還接入遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)，將盾構(gòu)機(jī)的控制大腦與遠(yuǎn)在南京的公司總部盾構(gòu)智慧管理中心連接，當(dāng)出現(xiàn)緊急情況時(shí)，將盾構(gòu)機(jī)控制系統(tǒng)操作權(quán)移交給總部技術(shù)人員，及時(shí)解決問(wèn)題?！眲⒗谡f(shuō)。

精心設(shè)計(jì)打造“最強(qiáng)護(hù)罩”

管片環(huán)環(huán)相扣，筑起盾構(gòu)隧道最強(qiáng)“金鐘罩”。在杭州下沙路隧道，16120塊管片組成的盾構(gòu)隧道渾然天成，不滲不漏，行走其中，宛若走進(jìn)兩條“最美空間曲線”。

16120塊管片組成的盾構(gòu)隧道

“一般隧道管片都是2米成環(huán)，但在實(shí)際中，管片拼裝成環(huán)后并不是每處寬度都是2米，這就是管片的‘楔形量’設(shè)計(jì)，也是隧道空間曲線形成的原因?！眲⒗诮榻B說(shuō)，杭州下沙隧道采用的管片最寬2.04米，最窄僅1.96米，最寬和最窄處最大相差8厘米。

“將最寬的位置始終拼在一側(cè)，就能使成形隧道向另一側(cè)彎曲。”具有10年豐富經(jīng)驗(yàn)的拼裝手徐海生回憶說(shuō)，在拼裝過(guò)程中，他通過(guò)將管片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，把最寬管片拼在不同點(diǎn)位上，產(chǎn)生不同超前量，就形成了下沙路隧道所需要的空間曲線。

不僅如此，為優(yōu)化盾構(gòu)管片受力，建設(shè)團(tuán)隊(duì)還增加螺栓數(shù)量，均勻螺栓點(diǎn)位，采用8.8級(jí)高強(qiáng)螺栓連接管片，保證管片連接的牢固性和穩(wěn)定性。為了確保已成型隧道管片的穩(wěn)定性，他們還采用水泥雙液漿，對(duì)全線每一環(huán)管片進(jìn)行二次注漿，加快同步注漿漿液強(qiáng)度提升。

如今，在周邊群眾的熱切期盼之下，這座亞運(yùn)會(huì)保障工程已進(jìn)入通車(chē)倒計(jì)時(shí)，而鐵建人的風(fēng)采也將隨著工程的正式通車(chē)閃耀亞運(yùn)之城。