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“变形,出发!”吉隆坡KV地铁2号线可变密度盾构始发

发布时间:2018-04-11 14:16:21

密度盾构

曾应用于马来西亚吉隆坡KV地铁1号线中可变密度盾构在经过翻新后,3月初于2号线工程中顺利始发,开始掘进全长13.5km的双管地铁隧道。有了1号线工程的经验,这次可变密度盾构是否能够复制成功,更好地应对喀斯特地层呢?盾构为了迎接挑战,又有了怎样的“进化”呢?

可变密度盾构

■ 可变密度盾构集泥水与土压模式的优点于一身,可直接在现场隧道进行作业模式的转换。可变密度是指通过调节石灰岩粉与浆液混合物的稀薄程度(增加黏度)以在穿越多变地层时增大膨润土浆液的密度。盾构工作时,泵入开挖舱的膨润土的密度根据地层情况的不同,可以随时改变、增大,以应对隧道掘进中地质和水文地质的变化。

■ 泥水平衡模式下,开挖土通过螺旋机传送到皮带上。在皮带机的末端安装有泥浆箱,这样实现泥水压力平衡模式下掘进过程中出渣,然后厚泥浆将被泵送到地表的泥浆处理池;土压平衡模式下,开挖面的平衡通过控制螺旋机的转速和掘进速度控制。在泥水平衡模式下,平衡压力的波动则靠气包自动调节。

■低密度与高密度浆液之间的转换可以通过地表的注泥管直接注入浆液实现。如果通过螺旋输送机输送变得困难,就将其泵入泥浆箱中,通过使用新制膨润土泥浆稀释后再通过常规方法泵出。高密度浆液也将用于调节工作舱内的情况。

盾构始发

在工程的盾构始发仪式上,马来西亚首相纳吉布·敦·拉扎克按下按钮,启动了经过翻新的海瑞克可变密度盾构,KV地铁2号线工程的隧道掘进正式开始。

可变密度盾构始发掘进KV地铁2号线

左上角为启动仪式上的马来西亚首相与交通部长

KV地铁2号线全长52.2km,其中地下段13.5km。首发的盾构从马来西亚北部的Bandar车站工作井始发后,将掘进1.4km区间隧道,来到Chan Sow Lin站,稍作停留后再次始发,掘进1.275km,在1号线的Tun Razak换乘站贯通。届时,将有4台盾构机分别从两个方向掘进至Tun Razak站,贯通后将在地下进行拆解,随后从Chan Sow Lin或Conlay站运出。

KV地铁线路图

首发的可变密度盾构将和其他7台经过翻新的盾构(5台可变密度盾构与2台土压平衡盾构)及4台全新的可变密度盾构将共同完成全长27km,分为16个区间段的南北向地下隧道。12台盾构将在2018年底前全部始发投入掘进,其中的4台还将在2019年初再度始发,掘进工程中最后两段区间隧道。

盾构施工进度表

据悉,由于2号线工程保留了8台1号线中使用的盾构,相比全部购入新盾构机,共可节约高达4亿令吉特(约合人民币6.4亿元)。

盾构翻新

1号线中的可变密度盾构机在使用过程中一直进行着良好的维护保养,并且对掘进参数进行了详细的记录,在完成掘进之后,施工方对盾构机进行了彻底的维护并存放,这为后续的2号线盾构翻新提供了良好的条件。

盾构的整个翻新的过程包括:拆卸、清洁、更换已磨损部件、对部分部件进行改造升级、送至工厂进行测试与验收。每一台盾构机的刀盘都进行了独立的评估,并根据评估结果的需要,进行了全面修理;其中的两个刀盘在外围存在较为特殊的磨损情况,使用了Vautid耐磨材料进行了重建。翻新工序还包括:

■ 盾构机的主轴承密封,回转接头,推进油缸与铰接油缸进行了压力测试,功能完好;

■ 管片拼装机轴承也进行了检查,仍旧可用;

■ 针对螺旋输送机上的磨损进行了检查,替换了磨损部分,并对重点部位进行了加固防护;

■ 出于安全需要,对盾构机的液压,电气,润滑,灌浆和土壤调节系统进行检查和修理。

主轴承评估

盾构机制造商与其主轴承生产商SKF计算了每台盾构机主轴承的设计寿命,发现这些轴承足以完成2号线工程的掘进——轴承的剩余使用寿命为这些盾构将在2号线施工中消耗工时的300%。

其中有一台盾构机的主轴承曾在1号线工程掘进超过4km后进行过更换:这台可变密盾盾构在2013年6月始发,最终于2015年4月贯通;该设备首先在可变密度模式下穿越了沿线的喀斯特石灰岩地层,随后使用土压平衡模式穿越了由多种变质沉积的粘土,粉砂,沙土,菲林岩和一段硬度290MPa的石英岩组成的复杂肯尼山地层。经检查,其主轴承在掘进中遭受了部分岩土的侵害,因此更换了全新的轴承。

其他升级

本次针对盾构机的一项重要改进是破碎机与筛分机:这些破碎机/筛分机部件位于泥浆箱上方,1号线施工中,破碎机无法顺畅地清除碎石,成为了严苛地层中的瓶颈。

制造商重新设计了破碎机滚桶和碎石工具的结构,改变了滚桶的倾斜角度,使其更倾斜地位于泥浆箱上方,减少了石块迅速落滚桶底部的可能; 碎石工具也变为铣挖式,以增强破碎作用。改进后的盾构机可以更为流畅地穿越喀斯特地层,减少堵塞或减速的情况发生。工程中的4台全新的可变密度盾构皆采用了这种改进型了破碎机。

盾构机升级还包括对冲刷环流系统的改造:盾构开挖舱的中央冲洗口更换了位置,进一步前伸,防止在高密度地层挖掘作业中刀盘堵塞。此外,新的可变密度盾构还配备了双人行闸,以便更加迅速地更换刀具。