量身打造盾構機　助鐵路入地穿行

在繁忙的早高峰時段，如果被一輛火車攔住去路，無疑會給市民帶來額外出行壓力。南京城內，寧蕪鐵路沿線的居民每天就要面臨這樣的難題。近日，在南京南站附近，寧蕪鐵路擴能改造工程南京南隧道始發井，鋼鐵巨獸“寧蕪號”盾構機刀盤轉動，開啟隧道盾構施工階段。擴能改造工程完成后，原來穿越城中的線路將被外遷至地下隧道。

針對南京南隧道盾構段地質環境復雜、施工難點多、安全風險高、技術條件復雜等特點，項目建設管理單位——合肥鐵路樞紐工程建設指揮部，協同中鐵十四局等參建單位，聯合中國鐵建重工集團為南京南隧道盾構段掘進施工量身打造了一臺土壓平衡盾構機——“寧蕪號”，解決鐵路遷入地下帶來的諸多難題。

中鐵十四局寧蕪鐵路項目二分部負責人付款峰介紹，經過多年研究論證，2022年底，寧蕪鐵路擴能改造工程全面開工。其中，滄波門站至古雄站段為新建外繞改線工程，線路長29.7公里。新建線路將使寧蕪鐵路繞開中華門等南京主城核心區，解決了長期以來鐵路穿城而過給南京帶來的噪聲干擾、環境污染、交通擁堵等問題。

在這段新建外繞改線工程中，長度約14.4公里的南京南隧道由中鐵十四局負責施工，其中約2.4公里的段落采用盾構法施工，是隧道施工的重點控制區間。

“隧道盾構作業區位于南京城市核心區，沿線地下管線復雜、建構筑物繁多，沿途還穿越泥質砂巖、砂巖等地層，具有水域多、地表和地下環境復雜等特點。這給施工帶來了挑戰。”付款峰說。

“寧蕪號”土壓平衡盾構機是解決上述難題的重要設備。“寧蕪號”開挖直徑9.33米，整機總長132米，重量約1375噸，總裝機功率4305千瓦。研發團隊對盾構機的刀盤結構、刀具布置、渣土運輸、開挖控制、盾尾檢測等方面進行性能提升，并應用開挖倉可視系統、盾尾刷磨損檢測系統等多項先進智能技術，以控制盾構施工風險、提升掘進效率。

中鐵十四局寧蕪鐵路項目二分部盾構經理張凡軍介紹，寧蕪鐵路南京南隧道下穿秦淮新河段為重點控制風險點，最淺覆土僅有2.6米，是目前國內盾構工程遇到的最淺覆土層。“寧蕪號”在掘進過程中，還將與S3號地鐵線長距離并行，最小間距僅8.4米，位移超限控制要求高。“寧蕪號”的接收井位于韓府山，距離京滬高鐵既有線僅有3.5米。由于吊裝拆解風險高，接收井不僅是盾構的控制重點，也是全線的控制性節點。

“掘進過程中，我們將應用多年來在穿越城市核心區大盾構隧道施工中掌握的微擾動精準穿越、特殊復雜地層安全掘進、隧道智能監控等關鍵技術，對掘進過程中的周邊環境、地質變化等進行實時監控分析，及時調整盾構掘進參數、速度等，確保穩步推進。”張凡軍說，盾構機在下穿風險源過程中，還將提前進行下穿試驗，根據實際土體情況動態調整掘進參數，確保盾構掘進“零擾動、零干預”。

張凡軍介紹，下穿秦淮新河區間，由于最淺覆土不到盾構直徑的三分之一，中鐵十四局建設團隊將采用河底換填混凝土的方式加固斷面，同時在隧道內增加鋼筋混凝土內襯以滿足隧道在水下的抗浮要求。