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挑战世界级——写在世界最大断面组合式矩形顶管机“大禹掘进号”始发之际

水电十一局发布时间:2023-04-19 14:51:55  作者:武福成 吴婕 肖青松

“顺利始发!”

“世界最大断面暗挖地铁车站施工首战成功!”

4月18日上午,随着启动杆被有力推动,世界首台同时也是世界最大断面组合式矩形顶管机“大禹掘进号”,在水电十一局承建的深圳地铁12号线二期工程沙三站成功始发。

始发井内,近5层楼高的暗挖重器“大禹掘进号”庞然屹立、震撼人心。据现场技术人员介绍,该暗挖设备是广东省重点专项“繁华城区地铁暗挖车站关键技术”的科研子课题,是行业工法的跨越性创新,居于国际领先水平。而从它诞生的那一刻起,其组装运行就备受瞩目和期待,更给负责项目实施的水电十一局人带来一次次的挑战……

 吊装下井——力量与重量的比拼

2月26日凌晨,从郑州出发装载着“大禹掘进号”首批设备的大件运输车到达深圳施工现场,设备验收、吊装卸车、现场放置,大家摩拳擦掌,战意满满,一场意志与钢铁的较量由此拉开帷幕。

“大禹掘进号”高13.55米、宽11.295米、重1000多吨。“吊装作业是将盾体、驱动、螺旋输送机、刀盘等分体吊装下井,其中盾体部分又要分成8块,今天吊装的是最重的一块,差不多有187吨重。整个施工是分局确定的‘大禹先锋工程’,就是要充分发挥党员的先锋模范作用,誓要啃下这块硬骨头。”水电十一局地下掘进分局总工程师高锋说。

3月4日,在125+125吨大型门式起重机的轰鸣声中,挂钩、吊运、下井、落地,一道道工序有条不紊展开。现场施工人员精益求精,密切配合,盾构机前盾下部总成被安全吊入始发井内。

在产学研用联合攻关过程中,高锋对吊装作业胸有成竹。他表示,吊装所面临的主要难点是设备自身的重量巨大、体积巨大,而且始发井比较深,有20多米,始发井口吊装空间也很小,在吊装下井的时候尤其要做到精、准、稳,避免设备与墙体发生碰撞。

如此大件设备的吊装作业,对安全的把控是重中之重。水电十一局地下掘进分局分局长冯宏朝在现场坐镇,安全班会上、施工组织碰头会上、日例会周例会上,他总是语重心长地强调安全注意事项。吊装前部署研究编制安全专项施工方案、对作业人员进行严格安全技术交底、起吊前对起重设备吊具进行严格检查、严密周边巡视监控,冯宏朝全程密切关注,认真细致地为每一道安全防线把关。“安全无小事,多少事故都是在麻痹大意之下产生的!”这是他常常挂在嘴边的话。

良好的开端是成功的一半。尾盾吊装下井、螺旋输送机精准到位、前盾上部平稳对接、刀盘依次顺利安装,随后的十天时间里,顶管机全部分部安全下井。

 设备组装——毅力与精心的考验

在顶管主机设备如火如荼吊装下井的同时,基坑内的设备组装工作也在有序进行。

“铰接密封胶条要在盾体周围安装两道,还要用钢板、螺栓将其固定好,算下来整个长度有50米,需要大家协调配合才能密封到位。”在短暂的休息间隙,参与现场组装工作的机电部小伙李建顺介绍道。

顶管机整机吊装下井后,始发井内的空间更显狭小局促。为了方便安装,项目部因地制宜在顶管两侧搭设了工作平台,但对于顶管底部的安装却起不到任何作用,在仅有1米左右高度的空间内,工作人员需半蹲着一点点进行密封施工。安装过程不仅是身体上的劳累,更是心理上的煎熬,但现场的小伙子们硬是靠着毅力坚持了下来。

“这里安装用到的绞接销也要大很多,得有100多斤重,要两个人才能抬起来。”大家笑着说,沾满油污的脸上展示出自信与乐观。“整个设备需要安装45个这样的绞接销,都是这样一个一个安装好的。”

同样,刀盘的安装过程也不容易。顶管机总共要安装14个刀盘,最大的直径有4.8米、7吨重,需要在门机、曲臂车、手拉葫芦等工具的辅助下,通过三四名安装人员的紧密配合,将悬挂在半空中的刀盘反复微调,才能精准安装到位,整个安装过程体现出来的是细致、耐心和专业。

负责此次顶管机安装任务的是水电十一局掘进作业队,他们多次成功完成了盾构机、顶管机的组装任务,更是征服过世界首台大直径超小转弯TBM“抚宁号”。在这里,他们再一次展示了自己的硬核实力。

 管线连接——辛苦与幸福的碰撞

由于“大禹掘进号”设计超大超重,设备里配置的控制线路也是繁杂无比,施工人员不但要厘清这些线路,还要面对沉重的注浆管、液压油管等,这是对大家身体素质的考验,更是一场耐力的比拼。

管线连接的主要工作是将顶管主机内部各系统的控制线路和电力供应系统进行连接,保证各系统的正常运行。与此同时,将注浆、泡沫、液压油、水循环等系统通过管路和相关的配套设备连接到一起,是整个顶管机组装中最为复杂的工作。“大禹掘进号”内部空间十分有限,有些地方需要工作人员蜷缩着才能作业。

白鸿飞是一名年轻有为电气工程师,有着丰富的管线连接经验。面对“大禹掘进号”这个庞然大物,他非但没有被困难压迫的惆怅,反而有一种迎接挑战的兴奋。

“别看我们身上每天都是脏兮兮的,不是油就是泥,但是,看着顶管机一天天的完整起来,内心充满了自豪,我们用自己的双手征服了这巨大的机器,我们见证了它由脑海里的图纸一点点地变为现实里的钢铁巨兽。”白鸿飞笑着说。

原来,在“大禹掘进号”研发制造过程中,水电十一局积极参与,包含机械、电气、维修等专业的十几名技术人员来到郑州中铁装备国家TBM产业化中心,主动上机真操实练,耐心细致求教,废寝忘食研学图纸,熟练掌握了设备的功能构造和系统运行,为现场的组装调试奠定了坚实基础。

付出总有回报。在项目机电部和现场工作人员的通力合作下,“大禹掘进号”顺利通过组装调试验收,离具备始发条件又近了一步。

 管节拼装——创新与实效的交融

如何解决超大断面组合式矩形顶管机管节在井下的拼装,是项目必须攻克的关键技术难题。

沙三站设计顶管管节72环,每环尺寸11.275米×13.53米×1.99米,由4块构成,总重213吨,其中最重的U型管节有68.74吨重。鉴于管节设计尺寸和重量都前所未有,在地面拼装完成后再吊装下井存在极大的安全风险。为了保证顶管施工整体工序的高效衔接以及安全可控,必须在作业面实现对管节的安全吊运、拼装和平移。

“这就是我们设计的井下管节拼装辅助工具,它能够在管节拼装过程中提供工作平台,实现管节精准定位和安全平移。”项目负责拼装工作的乔煜说。

乔煜是机械工程专业毕业的研究生,自参加工作以来就参与了整个管节拼装辅助工具的设计制造。“我们的管节拼装辅助工具包括翻转平台、吊梁、拼装工具以及平移台车。”在管节存放场地,乔煜向我们介绍了整个辅助工具中一个别具匠心的设计——管节翻转平台。“基于管节安全运输的要求,管节底部U型块都是以开口朝下的形式运输到达现场的,之后需要对其开口方向进行翻转才能符合下井拼装的要求,考虑到管节自身重量大、安全风险高等原因,我们专门设计制造了翻转平台。”

此外,项目还专门设计了平移台车,管节拼装成环后,平移台车会将管节移动至顶推位置,而且平移台车有水平支撑液压系统和竖向液压系统,能够将台车固定后进行顶管机顶进施工,如果上下高度有误,可以进行微调,以保证顶进的最佳位置。从试验结果来看,管节辅助拼装工具安全便捷、效果良好,开辟了同领域施工工艺的新天地。

思路决定出路。水电十一局领导对“大禹掘进号”研制、组装、顶进工作高度重视,多次到现场调研指导,强调要建设标准化、精细化的顶管施工管理示范工地,确保顶管施工安全、高效推进,为地铁行业的智能化进程和国产装备的发展进步贡献力量。

对于下一步顶管作业,冯宏朝表示,他们将积极攻克左右线密贴施工、内部结构体系转换、下穿暗涵沉降控制以及大型管片预制、防水等关键技术,完善超大断面矩形顶管施工理论,为公司“再次创业”做出新的贡献。

鹏城春深,沙三日暖。

作为暗挖施工的王牌劲旅,水电十一局地下掘进团队在深圳、武汉、长沙、郑州、西安、济南等城市揽获盾构项目,创造性地开展了非开挖顶管施工、地下综合管廊施工、水电站TBM施工等业务,在诸多工程中创造了新纪录、铸造了座座丰碑。

时光无言,山河为证。在“大禹掘进号”这个世界级规格的战场,在向未来的奋进中,满怀责任与使命的水电十一局人,必将收获新的梦想与光荣。

我们坚信!

“大禹掘进号”顶管机

顺利始发

始发前组装


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