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下載手機(jī)APP 2021年1月10日，隨著“海宏號”刀盤破墻而出，宣告經(jīng)過722天的掘進(jìn)，大連地鐵五號線火車站站～梭魚灣南站區(qū)間2882米海底地道提前6個月順利貫通。項目常務(wù)副經(jīng)理張玉寶感慨道：是科技創(chuàng)新讓“海宏號”如虎添翼、長驅(qū)直入，使兼具長、大、高、險的“世界性難題”不再難。
“海宏號”氣墊式泥水平衡盾構(gòu)機(jī)，直徑12.26米，重3380噸，長189米(盾體長14.7米)，是被稱為“大國利器”的“巨無霸”。在它的制作、掘進(jìn)過程中，項目團(tuán)隊依托院士專家團(tuán)隊把脈會診，經(jīng)過中鐵一局技能研發(fā)中心、城軌公司技能攻關(guān)組、梁西軍勞模創(chuàng)新工作室對難點技能問題展開專項技能攻關(guān)，研究提出處理方案、運用多項新技能，使“海宏號”如虎添翼，踐行了“把要害核心技能掌握在自己手中”的使命，為安全優(yōu)質(zhì)提前完成大盾構(gòu)穿海施工提供了堅實確保。
大盾構(gòu)地道
大盾構(gòu)地道穿越1538米中等-激烈發(fā)育巖溶發(fā)育區(qū)，鉆孔均勻見洞率59%，勘探共發(fā)現(xiàn)巨細(xì)巖洞1000余個，探明最大洞高29.8米，施工安全風(fēng)險極高。有必要優(yōu)先處置巖洞以防止盾構(gòu)栽頭、地道受損、海面冒漿、盾構(gòu)姿勢難以操控、盾構(gòu)機(jī)卡機(jī)、盾構(gòu)掘進(jìn)困難、后期地道運營安全隱患等。面對海域巖溶探測難題，項目總工程師王建查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)，比照不同巖溶探測辦法的優(yōu)缺點及對海域環(huán)境的適應(yīng)性，在大連、武漢、北京等地輾轉(zhuǎn)屢次舉行專勘辦法及對策專家研討會，并約請中國工程勘測大師范士凱專題輔導(dǎo)。經(jīng)屢次研討，確認(rèn)用“鉆探+CT掃描”查明巖洞的分布、規(guī)模、填充方式等狀況，處理海域巖溶探測難題。針對巖溶發(fā)育形狀復(fù)雜多變，普通地質(zhì)圖形難以詳細(xì)描繪的困難，項目部開展“海底大盾構(gòu)項目辦理實驗室”活動，開發(fā)了BIM+GIS三維動態(tài)模擬辦理渠道，輔導(dǎo)處理巖溶地層處理、進(jìn)度管控等難題。為處理海域巖溶處理難題，王建與張玉寶分工對國內(nèi)外文獻(xiàn)及相關(guān)施工事例進(jìn)行了大量的研究和調(diào)查，經(jīng)屢次研討確認(rèn)了“海面預(yù)加固為主、洞內(nèi)加固為輔”的巖洞處理準(zhǔn)則。
2018年的1月、2月，項目部在大連、北京分別舉行了海底地道巖溶處理專家會，3月底又約請中國工程院院士陳湘生、中國勘測規(guī)劃大師史玉新，以及業(yè)內(nèi)知名專家竺維彬、楊育僧等人在大連安排舉行了專家咨詢會，確認(rèn)將陸域段及海域淺灘段作為實驗段，待實驗參數(shù)和工藝滿足驗證作用后方推行到海域段施工。地道穿越地層存在巖石強(qiáng)度高且?guī)r層上下軟硬不均、風(fēng)化槽、巖溶發(fā)育激烈等特色，掘進(jìn)中極易發(fā)生刀具磨耗及異常損壞，對刀具的破巖才干、抗沖擊才干、耐磨損才干和刀盤剛度等要求很高。
針對滾刀刀具易發(fā)生崩刃、斷圈、偏磨及其他異常損壞、刮刀易發(fā)生合金崩塊、刀體掉落等難題。項目負(fù)責(zé)人嚴(yán)淦帶領(lǐng)團(tuán)隊對刀具不同的損壞方式逐個進(jìn)行剖析，剖析損壞發(fā)生的原因，并聯(lián)合刀具廠家不斷對刀具進(jìn)行比選實驗、改善、優(yōu)化，對滾刀刃寬及開刃方式進(jìn)行調(diào)整;研發(fā)鑲合金齒及鋸齒型刀替代光圈刀;創(chuàng)新雙聯(lián)滾刀常壓刀座方式，改善刀圈硬度、發(fā)動扭矩、耐磨涂層材質(zhì)。在巖溶發(fā)育復(fù)雜多變地層中進(jìn)行盾構(gòu)刀具查看和替換直接影響著盾構(gòu)掘進(jìn)工效，想要及時對刀盤上62把滾刀的損壞進(jìn)行替換就有必要先確認(rèn)是哪些刀具發(fā)生了損壞。“怎樣才干清楚的知道是哪把刀具發(fā)生了損壞呢?能不能對崩落的刀具碎塊進(jìn)行追蹤呢?”一向苦思冥想的項目負(fù)責(zé)人嚴(yán)淦忽然靈光一現(xiàn)。“在每把刀具刀圈上刻上獨有的標(biāo)記再想辦法把刀具碎塊收集起來不就行了!”
經(jīng)過在泥水站出渣口設(shè)置磁鐵吸附掉落的刀圈碎塊，辨識標(biāo)記，有針對性地進(jìn)行查看和替換。在公司科管部的輔導(dǎo)下，開發(fā)了《大連地鐵過海段大盾構(gòu)查換刀辦理渠道》，對刀具進(jìn)行精細(xì)化辦理。此外，還結(jié)合“盾構(gòu)集群長途監(jiān)控與智能決策支持系統(tǒng)”等做到三維可視化施工辦理，科學(xué)輔導(dǎo)大盾構(gòu)掘進(jìn)施工。經(jīng)過該渠道的運用，刀具均勻掘進(jìn)距離由0.8米/把進(jìn)步至1.1米/把;刀圈開裂在損壞刀具中占比由41%下降至13%。大盾構(gòu)掘進(jìn)工效從開始的60米/月逐漸進(jìn)步到90米、120米，創(chuàng)造了212米最高紀(jì)錄。為有用處理大盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)操控難的問題，嚴(yán)淦帶領(lǐng)技能人員對掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行逐環(huán)總結(jié)，側(cè)重對100米、300米、1000米等階段性總結(jié)剖析，持續(xù)優(yōu)化掘進(jìn)參數(shù)、進(jìn)步工效。
依據(jù)前期總結(jié)狀況，針對巖溶、板巖、輝綠巖各種地層狀況，總結(jié)出了參數(shù)操控“三大準(zhǔn)則”：巖溶區(qū)段，刀盤轉(zhuǎn)速1.0轉(zhuǎn)/分鐘，速度6-8毫米/分鐘，遵循“以削減巖溶區(qū)掌子面不平導(dǎo)致刀具異常損壞為主”準(zhǔn)則;板巖區(qū)段，轉(zhuǎn)速進(jìn)步至1.3-1.5轉(zhuǎn)/分鐘，速度8-12毫米/分鐘，以“在刀具良好狀況下確保速度”為準(zhǔn)則;輝綠巖區(qū)段，轉(zhuǎn)速下降至1.0-1.2轉(zhuǎn)/分鐘，速度4-6毫米/分，以“慢速平穩(wěn)，勤查刀、勤換刀”為準(zhǔn)則。
現(xiàn)在，項目承當(dāng)?shù)闹袊需F重大專項科研項目“多功能泥水平衡盾構(gòu)機(jī)的研發(fā)及施工要害技能研究”已結(jié)題;取得專利10余項，《大連地鐵過海段大盾構(gòu)查換刀辦理渠道》等18項成果獲國家級獎項;《進(jìn)步富水地層明挖基坑防水基面一次性驗收經(jīng)過率》等3項成果獲省級獎項。見道網(wǎng)
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中鐵一局 大連 地鐵 工程施工
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大盾構(gòu)地道
大盾構(gòu)地道穿越1538米中等-激烈發(fā)育巖溶發(fā)育區(qū)，鉆孔均勻見洞率59%，勘探共發(fā)現(xiàn)巨細(xì)巖洞1000余個，探明最大洞高29.8米，施工安全風(fēng)險極高。有必要優(yōu)先處置巖洞以防止盾構(gòu)栽頭、地道受損、海面冒漿、盾構(gòu)姿勢難以操控、盾構(gòu)機(jī)卡機(jī)、盾構(gòu)掘進(jìn)困難、后期地道運營安全隱患等。面對海域巖溶探測難題，項目總工程師王建查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)，比照不同巖溶探測辦法的優(yōu)缺點及對海域環(huán)境的適應(yīng)性，在大連、武漢、北京等地輾轉(zhuǎn)屢次舉行專勘辦法及對策專家研討會，并約請中國工程勘測大師范士凱專題輔導(dǎo)。經(jīng)屢次研討，確認(rèn)用“鉆探+CT掃描”查明巖洞的分布、規(guī)模、填充方式等狀況，處理海域巖溶探測難題。針對巖溶發(fā)育形狀復(fù)雜多變，普通地質(zhì)圖形難以詳細(xì)描繪的困難，項目部開展“海底大盾構(gòu)項目辦理實驗室”活動，開發(fā)了BIM+GIS三維動態(tài)模擬辦理渠道，輔導(dǎo)處理巖溶地層處理、進(jìn)度管控等難題。為處理海域巖溶處理難題，王建與張玉寶分工對國內(nèi)外文獻(xiàn)及相關(guān)施工事例進(jìn)行了大量的研究和調(diào)查，經(jīng)屢次研討確認(rèn)了“海面預(yù)加固為主、洞內(nèi)加固為輔”的巖洞處理準(zhǔn)則。
2018年的1月、2月，項目部在大連、北京分別舉行了海底地道巖溶處理專家會，3月底又約請中國工程院院士陳湘生、中國勘測規(guī)劃大師史玉新，以及業(yè)內(nèi)知名專家竺維彬、楊育僧等人在大連安排舉行了專家咨詢會，確認(rèn)將陸域段及海域淺灘段作為實驗段，待實驗參數(shù)和工藝滿足驗證作用后方推行到海域段施工。地道穿越地層存在巖石強(qiáng)度高且?guī)r層上下軟硬不均、風(fēng)化槽、巖溶發(fā)育激烈等特色，掘進(jìn)中極易發(fā)生刀具磨耗及異常損壞，對刀具的破巖才干、抗沖擊才干、耐磨損才干和刀盤剛度等要求很高。
針對滾刀刀具易發(fā)生崩刃、斷圈、偏磨及其他異常損壞、刮刀易發(fā)生合金崩塊、刀體掉落等難題。項目負(fù)責(zé)人嚴(yán)淦帶領(lǐng)團(tuán)隊對刀具不同的損壞方式逐個進(jìn)行剖析，剖析損壞發(fā)生的原因，并聯(lián)合刀具廠家不斷對刀具進(jìn)行比選實驗、改善、優(yōu)化，對滾刀刃寬及開刃方式進(jìn)行調(diào)整;研發(fā)鑲合金齒及鋸齒型刀替代光圈刀;創(chuàng)新雙聯(lián)滾刀常壓刀座方式，改善刀圈硬度、發(fā)動扭矩、耐磨涂層材質(zhì)。在巖溶發(fā)育復(fù)雜多變地層中進(jìn)行盾構(gòu)刀具查看和替換直接影響著盾構(gòu)掘進(jìn)工效，想要及時對刀盤上62把滾刀的損壞進(jìn)行替換就有必要先確認(rèn)是哪些刀具發(fā)生了損壞。“怎樣才干清楚的知道是哪把刀具發(fā)生了損壞呢?能不能對崩落的刀具碎塊進(jìn)行追蹤呢?”一向苦思冥想的項目負(fù)責(zé)人嚴(yán)淦忽然靈光一現(xiàn)。“在每把刀具刀圈上刻上獨有的標(biāo)記再想辦法把刀具碎塊收集起來不就行了!”
經(jīng)過在泥水站出渣口設(shè)置磁鐵吸附掉落的刀圈碎塊，辨識標(biāo)記，有針對性地進(jìn)行查看和替換。在公司科管部的輔導(dǎo)下，開發(fā)了《大連地鐵過海段大盾構(gòu)查換刀辦理渠道》，對刀具進(jìn)行精細(xì)化辦理。此外，還結(jié)合“盾構(gòu)集群長途監(jiān)控與智能決策支持系統(tǒng)”等做到三維可視化施工辦理，科學(xué)輔導(dǎo)大盾構(gòu)掘進(jìn)施工。經(jīng)過該渠道的運用，刀具均勻掘進(jìn)距離由0.8米/把進(jìn)步至1.1米/把;刀圈開裂在損壞刀具中占比由41%下降至13%。大盾構(gòu)掘進(jìn)工效從開始的60米/月逐漸進(jìn)步到90米、120米，創(chuàng)造了212米最高紀(jì)錄。為有用處理大盾構(gòu)掘進(jìn)參數(shù)操控難的問題，嚴(yán)淦帶領(lǐng)技能人員對掘進(jìn)參數(shù)進(jìn)行逐環(huán)總結(jié)，側(cè)重對100米、300米、1000米等階段性總結(jié)剖析，持續(xù)優(yōu)化掘進(jìn)參數(shù)、進(jìn)步工效。
依據(jù)前期總結(jié)狀況，針對巖溶、板巖、輝綠巖各種地層狀況，總結(jié)出了參數(shù)操控“三大準(zhǔn)則”：巖溶區(qū)段，刀盤轉(zhuǎn)速1.0轉(zhuǎn)/分鐘，速度6-8毫米/分鐘，遵循“以削減巖溶區(qū)掌子面不平導(dǎo)致刀具異常損壞為主”準(zhǔn)則;板巖區(qū)段，轉(zhuǎn)速進(jìn)步至1.3-1.5轉(zhuǎn)/分鐘，速度8-12毫米/分鐘，以“在刀具良好狀況下確保速度”為準(zhǔn)則;輝綠巖區(qū)段，轉(zhuǎn)速下降至1.0-1.2轉(zhuǎn)/分鐘，速度4-6毫米/分，以“慢速平穩(wěn)，勤查刀、勤換刀”為準(zhǔn)則。
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