10月30日上午，隨著“復(fù)興號”盾構(gòu)機刀盤破土而出，南京市和燕路過江通道左線盾構(gòu)隧道順利貫通。盾構(gòu)隧道全長2965米，盾構(gòu)開挖直徑15.07米。施工中，隧道安全穿越長江江底斷裂破碎帶、南京幕府山巖溶區(qū)等復(fù)雜地層，實現(xiàn)國內(nèi)首例超大直徑盾構(gòu)穿越巖溶區(qū)。

　　盾構(gòu)穿越近500米的巖溶區(qū)，最大溶洞高10米

　　南京和燕路過江通道工程位于南京長江大橋和長江二橋之間，設(shè)計為雙向六車道城市快速路，行車速度80公里/小時。

　　據(jù)悉，盾構(gòu)施工需穿越長距離砂層、上軟下硬地層、全斷面硬巖，江中沖槽段與斷裂帶疊加，覆土最淺處僅9.6米，最大水深52.5米，承受最大水土壓力達7.9巴，相當于一個指甲蓋大小承受7.9公斤的重量。

　　極具挑戰(zhàn)的是，盾構(gòu)機施工時，還需穿越南京幕府山下長近500米的巖溶密集發(fā)育區(qū)。中鐵十四局項目負責(zé)人徐樹軍介紹，這里灰?guī)r地層巖溶密集發(fā)育，最大溶洞高度10米、見洞率31.2%，盾構(gòu)機在這樣的地層極易發(fā)生姿態(tài)突變，引發(fā)掌子面突水、涌泥等風(fēng)險。

　　在2019年3月召開的南京市過江通道建設(shè)技術(shù)專家組會議上，錢七虎等多名院士和專家均認為，和燕路過江通道是目前國內(nèi)難度最大的盾構(gòu)隧道之一，也是迄今為止長江上建造最困難的過江通道之一。

　　為了破解這些難題，早在設(shè)備選型初期，中鐵十四局大盾構(gòu)公司便對刀盤型式、刀具類型、耐壓能力等進行了針對性研究、設(shè)計，為應(yīng)對復(fù)雜地質(zhì)而量身定做了當時最先進的盾構(gòu)設(shè)備。

　　2019年10月25日，由南京市公共工程建設(shè)中心和中鐵十四局等單位聯(lián)合打造的“復(fù)興號”盾構(gòu)機在長江北岸順利始發(fā)掘進，以15.07米的超大直徑穿越上述地質(zhì)，這是國內(nèi)首例超大直徑盾構(gòu)穿越巖溶區(qū)。

　　巖溶區(qū)施工配置超前鉆探注漿，對地層注漿填充

　　“復(fù)興號”盾構(gòu)機配置了可伸縮的主驅(qū)動，最大伸縮量40厘米。徐樹軍介紹，硬巖地層刀具極易磨損，團隊通過快捷方便的刀具更換，將江底換刀的風(fēng)險大大降低。同時，刀盤上配置了40把可以互換的滾齒刀，根據(jù)軟硬不同的地層來切換齒刀或者滾刀。在刀盤面板、主臂間配置沖刷的基礎(chǔ)上，特別增加了6個刀筒沖刷，以降低刀盤中心結(jié)泥餅的風(fēng)險。

　　“在巖溶區(qū)施工時，我們配置了超前鉆探注漿，從內(nèi)部提前對地層進行注漿填充。”中鐵十四局和燕路項目部盾構(gòu)經(jīng)理陳宗凱介紹。

　　盾構(gòu)機的智能化配置也為應(yīng)對復(fù)雜地層做足了準備，但在“實戰(zhàn)”中依然遇到新的問題。

　　“隧道進入全斷面巖層后，地質(zhì)突變，超出我們的預(yù)期，有時甚至半米之中就發(fā)生推力、扭矩、總擠壓力的巨大變化，刀具磨損極其嚴重。”該項目負責(zé)人徐樹軍說，有時掘進一環(huán)、半環(huán)，就要停機進行換刀，高頻率換刀作業(yè)伴隨著整個掘進過程。

　　“量身訂制的‘復(fù)興號’盾構(gòu)機還配備了國內(nèi)最先進的艙內(nèi)伸縮式攝像頭、刀具載荷監(jiān)測等系統(tǒng)。”中鐵十四局集團黨委書記、董事長吳言坤介紹，這些系統(tǒng)可以將刀具磨損情況通過無線傳輸?shù)姆绞絺魉偷娇刂剖?，作業(yè)人員可以直接通過數(shù)據(jù)判定刀具是否更換，大大提高了工作效率。原來換一次刀要停機5、6天時間，后來只需要1天，最終成功穿越長達1.5公里的全斷面巖層和斷裂帶。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，1.5公里硬巖區(qū)間累計換刀99次，更換刀具1563把。

　　“隧道的貫通意味著和燕路過江通道穿越長江的施工取得關(guān)鍵突破。”貫通儀式現(xiàn)場，南京市公共工程建設(shè)中心橋隧一處處長戚兆臣激動地說。

　　和燕路過江通道是國家長江經(jīng)濟帶綜合立體交通走廊規(guī)劃中新建城市道路過江通道規(guī)劃重點項目，對構(gòu)建南京“江南江北雙主城”發(fā)展格局、推進寧鎮(zhèn)揚一體化發(fā)展和南京都市圈建設(shè)具有重要意義，全線計劃于明年年底建成。

　　記者 金鳳 通訊員 劉福昌 林鳳 馬云鶴