弯道机(近4000吨的盾构机竟然可以转弯？全靠控制室这个“大脑”)

Posted 2023-05-25

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弯道机(近4000吨的盾构机竟然可以转弯？全靠控制室这个“大脑”)

9月20日上午，济南黄河隧道“黄河号”盾构机启动正式掘进。据了解，“黄河号”是一台先进的超大直径泥水平衡盾构机，整机长166米，总重近4000吨，刀盘开挖直径15.76米，是山东省首台超大直径泥水平衡盾构机。为了解盾构机的工作原理，记者也进入了“黄河号”盾构机的系统控制室。

“这个是刀盘的启动按钮，先把这三个按钮启动，再满足一些先决条件，刀盘才能启动。”“这是刀盘的操作按钮，这个是调速度的，这个是调转向的，一个正转一个反转。”“这边是搅拌器，在出渣口的地方有搅拌器，对刀盘切削下来的大块泥渣进行搅拌。”中铁十四局济南黄河隧道项目部盾构工区副经理田兆平向记者展示着各项操作系统，如数家珍。

据田兆平介绍，系统控制室相当于人体的大脑，是盾构机最核心的部位。考虑到黄河地下特殊的地质条件，济南黄河隧道专门采用了德国进口、最先进的泥水平衡盾构机。泥水平衡由泥水循环系统控制，这是一个单独的系统，包括主操作系统和测量系统。

那什么是泥水循环呢？田兆平解释，平常的土压盾构主要靠螺旋机，刀盘切削下来的土靠螺旋机输送到皮带机上运出来，而泥水循环系统理论上说看不见土，下面有一个专门的泵，配比好的地面泥浆与盾构到头切削下来的土混合后，由泵抽出来。

“通过泵和管路把切削下来的土输送到地面上，地面上有专门的泥水分离站，把大块的泥渣筛分出来，剩余的泥浆还可以重复循环利用。”田兆平说，在黄河河底这个地质条件下采用土压平衡盾构机，刀盘很容易被黏住，因此设计刀盘时专门考虑了刀盘冲刷系统，刀盘中间专门设置了不同角度和位置的冲刷，以防止刀盘被黏死。

据田兆平介绍，盾构机的主推进系统分为A、B、C、D、E、F六组，一共有28组56个千斤顶，分布在管片的不同位置，操作室可以对这六组千斤顶进行方向和力度的控制，调整盾构机的方向。“如果想让盾构机往那边转弯，就在这边加力，那边的力小一点，这样盾构机就可以实现向上和向下等方向的转向。”

据了解，“黄河号”盾构机开挖直径15.76米，管片外径15.2米，内径13.9米，管片厚65公分。为防止地面出现沉降、隆起等变形，脱出盾尾后，管片和原始的土之间还要靠同步注浆填死。“我们边推进边注浆，由盾构机来完成，把地面上拌的砂浆打到盾构机上，盾构机上有专门的泵，通过泵送到盾尾后面，最终流向管片外面。”

“每一组的形成压力都可以看得到，我们有分布在一圈的8个注浆点位，压力等都可以看得到，每一环注多少砂浆，理论上设计多少，实际注了多少，都能看得到，这就是泥水循环系统。”田兆平表示。

盾构机这样的“大家伙”，也许很多人以为操作它需要不少人员，实际上并非如此。由于泥水循环系统控制的便捷性，主操作系统只需要两位操作人员即可完成。此外，盾构机还需要维保人员、机修人员、电工、焊工等，一个班接近40人，平时两个班轮流作业。“人可以休息，机器不能休息，而且控制室要一直有人在监控。”田兆平说。

在地下35米作业，正常情况下很难有网络信号，不过，田兆平说，由于盾构机的“大脑”需要将掘进的数据实时传到地面的控制大屏和总部的控制室，所以在盾构始发井施工时就一并设置了wifi，在地下也有了上网信号。

齐鲁晚报•齐鲁壹点记者戚云雷王皇

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