中铁自研“泥水平衡盾构机”应用于超级工程——珠江口隧道

在海峡、海湾和河口等处的海底之下建造沟通陆地间交通运输的交通管道技术工程。海底隧道一般分海底表面和海底地层之下两种类型，建筑方法也不相同。海底隧道不妨碍水上船舶航行、不受大风大雾等气象条件的影响。

近期，中铁十四局和中国铁建重工集团联合研制——“深江1号”泥水平衡盾构机，配置了带压重型复合刀盘、可伸缩主驱动、双层壳体，高精度大流量环流、高效重载物料运输、主驱动密封自动加压、同步单双液注浆、盾尾间隙测量、管片自动选型及浮动检测、隧道通风制冷等一系列智能化系统。“深江1号”将用于珠江口海底隧道工程。

粤港澳大湾区总面积5.6万平方公里，是中国开放程度最高、经济活力最 强的区域之一，在国家发展大局中具有重要战略地位。深江高铁途经深圳、广州、东莞、中山、江门5个地市，是深圳至茂名高铁组成部分，线路全长116公里。珠江口以隧道方式下穿，工程位于东莞、广州之间的珠江入海口，隧道全长13.69公里，设计时速250公里，于2020年7月2日正式开工建设，计划工期为56个月。深江铁路是全国“八纵八横”高速铁路网沿海通道的重要组成部分，为对接服务“一带一路”倡议、支持粤港澳大湾区和中国广东自贸区建设的重大交通基础设施。

泥水加压平衡盾构是一个建筑学术语。泥水加压盾构法施工，指在盾构开挖面的密封隔仓内注入泥水，通过泥水加压和外部压力平衡，以保证开挖面土体的稳定。盾构推进时开挖下来的土进入盾构前部的泥水室，经搅拌装置进行搅拌，搅拌后的高浓度泥水用泥水泵送到地面，泥水在地面经过分离，然后进入地下盾构的泥水室，不断地排渣净化使用。

泥水压式盾构在前进中向开挖土注入泥浆的密闭式盾构。采用泥水压式盾构时，必须根据围岩条件，将开挖推进机构、工作面稳定机构、土砂输送设备、泥水处理设备等组成可充分发挥功能的系统。

泥水压式盾构系统由以下4部分构成：

1、用刀头一边开挖、一边推进的开挖推进机构;2、能够调整泥水的物性并将其送到掌子面，保持掌子面稳定所需的泥水压力的机构;3、开挖土的输送设备;4、泥水分离设备。

采用泥水压式盾构系统时，事前应仔细地进行土质调查、地下水调查、环境调查等，协调构成系统的各种设备，充分发挥它们的效能，力求达到经济的目的。

因为在掌子面处充满泥浆，进行检查，更换、改造均很困难，故对机械各部分的构成要素的耐久性、耐磨性必须注意。

为了判断掌子面是否稳定，需根据盾构负荷量测开挖量的量测、在盾构中装设的崩塌探查设备等对施工中工作面的状态间接地子以确认。在各条送泥、排泥管线上设置数台泵和阀门，根据在管路上设置压力计、流量计。

密度计的测定值控制掌子面泥水压的稳定，使土砂不在管内产生沉淀，并可进行控制输送的机构。排泥管的直径根据盾构外径，开挖断面的土质条件决定。当根据固体颗粒(砾石土块等)的大小设置循环管路和盾构直径大于8m时，有时将排泥管排成两行。对于直径超过12m的盾构，需根据设计条件等进行研究，决定管径和行数。采用流体运输时，在管路中有时出现闭塞，故需预先了解开挖断面中可能出现的砾石大小和异物的存在，依此选择管

径。另外，有时采用限定闭塞处所等措施。当在砂层、砾石层中进行长距离掘进时，有时产生明显的磨耗，为此，在管道弯曲段，盾构内不可能进行更换的地方，采用厚壁管等。必须选择与臂径相适合的且能确保必要的流量和扬程的送泥泵。必须根据开挖下来的固体物能够通过的条件选择泥裂。

应设有当盾构停止推进时能够自动地向旁路管道转换的旁路阀自动转换装置、掌子面泥水压失控时的异常紧急排出阀等装置。

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