12月19日晚,南京纬三路过江通道项目的超大泥水平衡盾构机成功穿越560米软硬结合复合岩层段。
项目使用的这台超大盾构机,刀盘直径14.96米,分布各种刀具717把。盾构施工中须穿越粘土层、砂层、砂砾、卵石层、强中风化粉砂岩层等软、硬地层和各地层组合而成的上软下硬复合地层。特别是穿越560米软硬结合复合岩层段,不论是地质条件、技术难度还是施工风险都属罕见。
这段560米的软硬结合复合岩层段,位于长江主航道下方70余米,最高水压达0.74兆帕;硬岩石英含量高达65%,岩石强度最大约120兆帕;盾构通过硬岩厚度最深达9米。由于压力大、岩石硬度强,极易造成刀刃断裂、崩刃和偏磨等诸多问题,对刀具磨损相当于软土层的10倍以上,盾构机每掘进40至50米,必须开舱检修及更换刀具。
但是频繁换刀带来了技术难题,如果采用常规带压进舱作业,在舱内温度高达60摄氏度的环境下,不仅工人的工作效率低,而且容易出现氮麻醉、患加减压病等情况。
面对困难,项目部坚持以科技为先导,在江苏省交通厅立项《盾构压气条件下饱和法开仓技术研究与应用》科研课题,并与南京军区总医院、河海大学等单位进行科研合作,经过无数次的探讨、论证,先后解决了超高水压强透水地层泥膜制作工艺,上软下硬地层滚刀适用性等技术难关。
项目部不满足现有成绩,再接再厉,终于攻克世界性难题——压气条件下饱和法开舱技术,并成功应用。运用饱和法带压换刀,将有效工作时间由原来的1-1.5小时/天提高到9-10小时/天,工作效率提高了10倍;加减压频率由原来4-5次/天减少到约25天一次,大大减小了加减压对人体的伤害;采用氦氧混合气体提供呼吸,避免了工人氮麻醉。
这次盾构机穿越560米软硬结合复合岩层段,就是得益于饱和法开舱技术的成功研发和应用。