幾層樓高的盾構機,在伸手不見五指的地下挖隧道,不但不能迷失方向,還要把精準度控制在毫米級。這個“穿針引線”的技術活是誰在做?又是怎么做到的呢?我們一起去認識老中青三代“穿越者”。
眼疾手快把沉降值控制在毫米級
(資料圖片僅供參考)
隧道貫通前夕,記者見到了“京華號”盾構機最年輕的機長,25歲的王虎然,他正駕駛著盾構機以每天20米的速度往前掘進,為隧道高精度貫通做最后的沖刺。
中鐵十四局北京東六環改造工程盾構機長 王虎然:我們的掘進方向控制是通過我們這塊屏幕上的一個導向系統,然后時刻地進行微調。
盾構機究竟是怎么挖掘隧道的呢?首先要靠前方的巨大刀盤開疆拓土。密密麻麻的刀頭像牙齒一樣旋轉切削泥土,同時通過向前方注入泥漿,掉落的土體與泥漿混合后,再由管道泵送到地面。挖土的同時,通過控制多組液壓油缸頂推設備前進,每掘進2米,拼裝一環管片,這樣邊挖邊拼裝,像拼積木一樣,環環相扣,盾構機走過的路就是隧道了。
中鐵十四局北京東六環改造工程機電部副部長炊立成:如果說把盾構機比作一條鋼鐵蚯蚓,那么它的刀具就是“牙齒”,用來咬碎前方的泥土砂石?,F在在我身后的就是它的“牙齒”,我們現在看到的是單獨的一把,其實在整個刀盤上有上百把這樣的刀具。
眼前的這些刀頭,重量從80多斤到300多斤不等。當刀頭磨損到一定程度,就需要更換了。在幾十米深的地下換刀不像在地面作業這么簡單,因為要面對的是地下高壓環境,相當于不帶任何防護裝備下潛到幾十米深的海里。由于高難度、高風險,高壓換刀技術一度被國外壟斷。
江底換刀 突破核心技術
直到2009年,這張照片里的中國人趙斌,經過萬里挑一的選拔和高強度體能訓練后,完成了首次在高壓環境下換刀作業。
中鐵十四局大盾構公司掘進中心副主任 趙斌:當時我們在南京長江隧道的時候,帶壓部分的刀具出現磨損,然后我們盾構機正好處在江底下60米的深度,我們壓力大概要達到6公斤左右,就是相當于水下潛水60米的深度。
趙斌說,高壓作業在1分鐘之內,壓力會從0上升至6公斤,溫度也從常溫飆升到50多攝氏度。40分鐘緊張的換刀作業后,接下來是長達4個多小時的減壓過程。如果快速減壓,體內的氮氣沒有及時排除,身體會有爆炸風險。
中鐵十四局大盾構公司掘進中心副主任 趙斌:當時我的心也是撲通撲通的,想著我們自己也要掌握這門技術,想著做“第一個吃螃蟹”的人。
安全高效穿隧道老鐵道兵終圓夢
此后,我國自主研發的常壓換刀技術取得突破,作業風險大大降低,“安全、高效穿越隧道”終圓夢。今年68歲的周先民在北京東六環改造工程擔任顧問,他曾經是一名鐵道兵,參建南疆鐵路、京九鐵路、南京長江隧道等工程。
中鐵十四局北京東六環改造工程顧問 周先民:當年我們的施工主要是搞鋼釬、大錘、鐵鎬、鐵鍬、小推車,現場上經常出現塌方、涌水、泥石流。當時就是想什么時候能安全穿越隧道,有那么一臺機器像穿山甲一樣。這條隧道讓我特別感慨,我們減少了人的勞動強度,完全實現了機械化和智能化。
隨著盾構技術不斷創新,一個個大國工程建設也實現了“加速度”。
中鐵十四局大盾構公司掘進中心副主任 趙斌:截止到目前,我們現在中國大盾構施工水平也可以說是位居世界前列了。
中鐵十四局北京東六環改造工程顧問 周先民:我們真正有了國之重器,中國的大盾構,從現在這個真正意義上講,這條隧道才真正圓了我安全穿越隧道的夢想。
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