5000米掘进不换刀！“苏州造”助力世界第二长地铁建设

日前，由苏企中交天和机械设备制造有限公司研制的“三河号”盾构机在常熟成功下线，将应用于北京地铁22号线的掘进工程。

该盾构机配有中交天和自主研发的、独有超大直径盾构机长距离掘进不换刀技术，可实现掘进5000米不换刀，将掘进方向误差控制在±3毫米内，有效应对地质条件复杂、工程效率要求高等掘进难题，助推工程建设。

(资料图片)

（盾构机下线仪式现场）

北京地铁22号线是目前世界第二长地铁线，是实现京津冀协同发展的重要交通保障线路，是北京与河北之间首条跨省地铁线路，也是北京市区域快线网的骨干线路。

项目建设对于京津冀协同发展交通一体化和北京城市副中心发展建设具有重要意义。

（盾构机下线仪式现场）

不过，北京地铁22号线河北段盾构区间有14.6 公里，地质情况及施工环境复杂。

盾构机需超长距离穿越细砂、中砾层及圆砾地层，下穿京哈铁路、京唐铁路这两处特级风险源；还需水平近距离1.24米侧穿20千伏高压电塔区间、竖向近距离10.5米下穿河流等多个一级风险源。

同时，还面临着坡度起伏变化较大、最大坡度约 22.4‰，地层变化频繁、软硬交错，盾构机易结泥饼、弯曲半径仅350米、因超长距离（部分区间长度5000多米）掘进导致刀具耗损需多次停机换刀等难题。

“这些难题，对盾构机掘进沉降控制、管片拼装精度、姿态控制、方向误差控制等提出了很高要求。”中交天和有限公司工程师张凤华告诉记者。

（“三河号”盾构机）

针对工程的地质情况，企业对盾构机进行创新设计。

“盾构机配备的管片拼装机具有6个自由度，采用无级调速，不仅满足每环拼装时间小于30分钟的要求，而且管片拼装精度提高，精度可控制在3毫米内。”张凤华介绍。

为防止盾构的掘进轴线与隧道设计轴线发生偏离，每台盾构机配备了38根油缸，油缸分为6个区，每个分区配置一个内置式行程传感器。

“这就相当于为盾构油缸划定了6个战区，哪个方向出现问题，对应的战区即可第一时间做出调整，这样就可以有效控制盾构机的掘进姿态。”张凤华说。

此外，每台盾构机创新配置带有内置式传感器的铰接装置，盾构转弯更加精准，满足350米转弯半径要求；盾构机配备了自主研发的自动导向测量系统和掘进管理系统，自动导向测角精度1秒，测量距离不小于 200 米，可将掘进方向误差控制在±3毫米内；配备独有超大直径盾构机长距离掘进不换刀技术，可实现5000米不换刀。

值得一提的是，盾构机配置的渣土改良系统、刀盘清洗及注入装置，在盾构机吞吐泥石前将前方掌子面泡得蓬松，让盾构机边掘进边“刷牙漱口”，不让盾构机有被“粘牙”的机会，避免掘进施工出现结泥饼现象，确保盾构机具有每天不少于20环（32米）的掘进速度。

据悉，中交天和将提供该线所需的全部6台盾构机，6台盾构机将在年内陆续就位。