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重大进展!世界最长海底高铁隧道开始“穿海”!要攻克哪些难题?

据央视新闻16日消息,5月16日上午,在新建宁波至舟山铁路(以下简称甬舟铁路)金塘海底隧道宁波侧和舟山侧,随着隔海相望的两台超大直径盾构机刀盘同时转动,正式开启相向始发穿海之旅,标志着世界最长海底高铁隧道建设进入盾构掘进阶段。

图片来源:视频截图

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金塘海底隧道是甬舟铁路全线控制性工程,位于宁波与舟山之间金塘水道下方,西起宁波市北仑区,东至舟山市金塘镇,全长16.18公里,其中盾构段长11.21公里,是世界最长海底高铁隧道。

金塘海底隧道工程采用“甬舟号”和“定海号”两台盾构机施工,每台长135米、重4350吨,开挖直径14.57米。其中,“甬舟号”由西向东独头掘进4940米,“定海号”由东向西独头掘进6270米。两台盾构机在历经高水压地段及复杂地层“长途跋涉”后,最终在海底“会师”,中心轴线对接误差不超过2厘米。

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宁波与舟山两地之间海域地质复杂多变,隧道要下穿石油管线、海堤、码头和航道等多项风险源,海底最大埋深78米,最大水压8.4巴,相当于成人手掌面积上承受近1吨的重量;穿越过程中要经历28次软硬地层变换,其中硬岩最高强度近200兆帕,施工复杂程度、难度和风险世界罕见。

“我们项目团队对盾构机进行针对性设计和优化,采用重型带压刀盘,配备超前地质预报和超前加固等专用装备,总装达到世界领先水平,做到‘软硬通吃’;同时配备先进的导向系统,确保海底精准对接。盾构机在海底对接后,将借助双层壳体设计,内部结构拆解运出,外壳留在海底用于支护隧道,就像‘金蝉脱壳’”。相关负责人介绍。

“采用盾构下穿金塘黄金水道,可实现铁路全天候运营,有效降低工程建设对宁波舟山港航道影响。隧道掘进过程中,采用先进的泥水平衡技术,可以有效控制隧道施工对周围海域的影响。同时,施工产生的泥浆通过绿色环保技术进行固化处理,可避免对岛屿和海洋环境造成影响。”相关负责人说。

图片来源:视频截图

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建设海底高铁长隧究竟有多难?

全长16.18公里的金塘海底隧道既穿城又越海,掘进中面临复杂地层和海域环境下的多重挑战。建设这样一条海底高铁长隧,建设有多难、难在哪呢?

首先难在地质情况复杂。金塘海底隧道在宁波侧的起点,正是城市下方,“甬舟号”盾构机在地下58米出发后,就要下穿石油、电力等管线,以及海堤、航道等40多处风险源,而在向海中掘进过程中,盾构机要穿越12段高强度硬岩地层。

而在海对岸的舟山侧,又软又粘的地层好比“年糕团”,容易结成泥饼贴在刀盘上影响掘进。

中铁十一局甬舟铁路项目负责人王双:我们在刀盘设计上采用冲刷的设计,通过在刀盘中心安装很多冲刷管路,对刀盘中心区域进行反复冲刷,防止这个区域有黏土残留。

水压大是第二个难题。隧道海底最大埋深达78米,盾构机掘进过程中,承受的最大水压相当于成年人手掌上压上一吨的重量。为此,他们对核心部件加强密封处理,可抵御百米海底的高水压。

而在经历高水压、复杂地质“长途跋涉”的双向奔赴后,两台盾构机将通过刀盘接触的方式在海底高精度对接。这是隧道建设的第三大难题。

中铁十一局甬舟铁路项目负责人王双:我们采用了6台北斗的定位系统,结合我们盾构机自身的高精度的导向系统,保证我们第一台盾构机高精度地到达指定位置,第二台盾构机再靠近过来,把盾构机中心轴线控制在两公分精度的范围。

两台5层楼高的盾构机,完成使命后怎样才能从海底顺利拆解、运出来呢?建设者把盾构机做了特别设计。

中铁十四局甬舟铁路项目技术负责人韩凤启:盾构机采用了双层壳体,盾构在海底对接后,内部结构拆解运出,外壳留在海底,为隧道提供保护,就像“金蝉脱壳”。

甬舟铁路是国家《中长期铁路网规划(2016-2030年)》重大项目,线路西起宁波东站,经宁波市鄞州区、北仑区,通过新建海底隧道至舟山市金塘岛,通过新建跨海大桥至册子岛及舟山本岛,终至定海区白泉镇,线路全长76.4公里,设计时速250公里,是一条以中长途旅游客流为主、兼顾舟山宁波之间城际客流的高速铁路。项目建成运营后,将结束舟山群岛不通铁路的历史,长三角唯一不通高铁的地级市舟山市将接入全国铁路网,对实现宁波舟山同城化发展,加快两地融入“一带一路”和长江经济带,促进长三角一体化发展等具有重要意义。

每日经济新闻综合央视新闻

封面图片来源:视频截图

责任编辑:张迪

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