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南京长江隧道工程科技创新巡礼 精准工艺助巨龙穿江

2016年04月11日 08:41中国机床商务网作者:齐 慧 点击:5051

  【中国机床商务网 国内新闻】 南京长江隧道使用两台当今世界最先进的泥水平衡盾构机,刀盘直径达14.93米,重约4000吨,长134米,有五层楼高,成功破解了直径超大、水压超高、覆土超薄等六大世界级技术难题,形成了多项国家专利,填补了国内盾构施工领域的多项技术空白。
  
 
  2016年3月30日上午,第十三届中国土木工程詹天佑奖颁奖大会在北京召开,由中铁建十四局集团承建的南京长江隧道等38项精品工程获奖。这是中国土木工程领域的最高奖项,被称为建筑业的“科技创新工程奖”。
  
  至此,南京长江隧道工程先后荣获国家科技进步奖、国家优质工程奖金质奖、詹天佑奖和鲁班奖等重要奖项,在创优之路上实现了“大满贯”。
  
  多项技术取得突破
  
  为缓解南京跨江交通压力、促进沿江开发,2005年9月30日,南京长江隧道盾构始发井正式动工。
  
  “在长江流域所有超大直径盾构隧道中,这是地质条件最复杂、技术难题最多、施工风险最大的工程,号称中国‘水下施工第一难’,被誉为‘万里长江第一隧’。”亚洲岩土学会主席、中国工程院院士、南京长江隧道专家委员会主任钱七虎说。
  
  如此复杂的工程对于有着丰富建设经验的中铁建十四局集团也是重大挑战。“南京长江隧道工程技术难度世界罕见,可以说盾构机每向前推进一米,都面临着许多难以预知的风险和困难。”参与建设的工作人员说。
  
  工程建设者以核心技术为平台,走产学研相结合的自主创新之路。中铁建十四局集团指挥部投入科研经费3000多万元,先后确立了60余项专业技术课题,现场组织科技攻关,化解施工风险。专家团队包括6位院士、30多位国内顶尖专家。如此众多的技术精英为一座隧道“把脉”,在我国工程建设史上绝无仅有。
  
  中铁建十四局集团、铁四院和南京长江隧道公司与多家高校联合研究的“超大直径越江盾构隧道建造关键技术研究”被列入江苏省2008年科技发展计划。以该工程为依托与西南交大联合研究的“管片原型试验及隧道衬砌结构力学特征研究”课题,被列为国家高技术研究发展计划(“863”计划)课题的子课题,该工程也被列为“863”计划示范工程。
  
  “南京长江隧道盾构机始发以来,规避了所有能够预测到的施工技术风险。”钱七虎说。工程技术人员先后在超大直径盾构隧道设计施工营运全过程结构安全保障技术体系、超高压下盾构刀盘刀具修复等6项技术创新方面取得突破,总结出一套完整的超大直径盾构综合施工创新技术,先后获得国家科技进步二等奖2项、省部级科学技术奖7项、行业协会科技进步奖9项、专利15项、其他知识产权11项。
  
  生产顶级混凝土产品
  
  “南京长江隧道工程施工,我最担心的就是管片生产。”钱七虎曾这样说。管片生产是盾构隧道质量保证的前提,其精度要求国际上一般为1毫米,抗渗性、耐久性要求严格,生产工艺复杂,质量控制标准相当高。
  
  南京长江隧道的管片生产精度误差要求控制在±0.5毫米,设计强度C60,防水等级S12,是混凝土的顶级产品。
  
  建设者们采用大型数控机床制造重型钢模,结合组模顺序、模具检测工艺,30430块管片精度全部控制在0.3毫米以内;通过严格管片选型、精细操控拼装机、精准螺栓扭矩控制,33471道管片拼缝偏差全部小于1毫米。
  
  混凝土预制件的钢筋笼一般都是用铁丝绑扎,而他们为了确保钢筋笼在起吊过程中不变形,对每个钢筋笼的1900个连接点实行焊接。
  
  对管片的性能结构,他们联合西南交大科技人员进行1∶1的力学实验,通过模拟管片在地下的受力状态,验证管片结构及设计的合理性,保证了管片抗渗、防裂、面层光洁。
  
  混凝土浇筑前,每个模具都要用千分尺进行12个点位的测量,有时候要经过测量、调整、再测量七八遍程序;模板内都要用软布擦得干干净净,连个沙粒都不能留下。
  
  慕名前来观摩的日本专家称赞道:“他们用车床加工的精度,制造出了一流的混凝土产品。”德国专家更是发出了由衷的赞叹:“这是我见过的世界上最好的管片!”
  
  工程建设全面创优
  
  在工程施工中,建设者始终秉承“追求卓越,铸就经典”的理念,围绕争创国优金奖的质量目标,量化工序、精准工艺、强化验收、完善手段,确保各分部分项工程质量指标均优于设计值。
  
  根据工程特点,中铁建十四局集团指挥部整合优化组织架构,实行“两级一体化管理”,缩短管理链条,做到管理与服务的“零距离”,实现了资源的有效整合,强化了对现场安全、质量、进度的有效控制。
  
  在盾构机智能化导向精准控制方面,项目指挥部通过可视化、同步化导向系统,按照严格的规范操作及时对盾构机姿态进行调整,保证了隧道线型平顺,位置准确。南京长江隧道通车运营以来,历经5个雨季检验不渗、不漏、不裂。
  
  南京长江隧道正式建成通车使得孙中山先生《建国方略》中描绘的浦口穿江蓝图成为现实。工程建设全面创优,质量管理和项目管理硕果累累,先后获得全国优秀设计一等奖、鲁班奖、火车头奖杯、全国建筑工程优秀项目管理成果一等奖等多项荣誉。
  
  “我们建好南京长江隧道的同时,要提升我国水下大型盾构施工水平,打造自己的核心竞争力,为企业培育和储备一批高端人才。”这是南京长江隧道建设团队的共识。
(来源:中国经济网)

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