未来仍然存在许多挑战,包括硬岩、断裂带和高渗透性地质构造。我们周围的深水环境不断挑战着我们的极限。而在这里,在海底,一个世界级的项目正在实施。
从青岛港看青岛东海岸的主要城区。 (航拍)张金刚供图
中新网记者近日探访青岛胶州湾第二隧道(以下简称“胶州湾第二隧道”)施工现场,探寻这个创下多项世界纪录、破浪的超级工程背后的“中国智造”。
胶州湾位于山东半岛南部。拥有天然良港和深水航道。数以千计的货船从这里起航,造就了世界第四大港口——青岛港。海湾也充当了主要城区之间的“屏障”青岛东海岸和西海岸新兴地区。
胶州湾第二隧道就是解决这一问题的重要工程。
青岛胶州湾第二隧道工程陆上施工现场。 (无人机拍摄)摄影:丁翔
作为青岛环胶州湾开发的中心交通枢纽,工程全长17.48公里,主隧道长14.37公里,通海段9.95公里。这是推动环青岛湾综合开发的重要一步。
这艘“深海龙”在海底遨游,自开工以来已创造了五项世界纪录。
世界最大水下公路隧道建成
正在建设的隧道是世界上最长的水下高速公路
世界上最大的水下隧道穿越大型断层
世界水压最高的超大直径防护隧道
世界上第一条连接美国的水下隧道超大直径装甲隧道和大断面开挖爆破隧道。
工作人员在青岛胶州湾第二隧道工程已竣工的隧道内进行检查。图片来源:丁翔
走下30多米高的楼梯,一个生动的机械世界展现在眼前。
灯光照亮了地下室。虽然这是地下开挖工程,但施工现场状况良好。大型机械设备在这片广阔的空间里高效、平稳地工作。
当你进入安全走廊时,你会看到一个不断旋转的巨大圆形机器。上方,一个“可伸缩的真空吸盘”可靠地吸住了预制混凝土管片,并将其固定在隧道内壁上。预制混凝土管片一个接一个地精确组装,相互咬合,让隧道看起来像是覆盖了一层坚硬的钢筋。
保护机的中心锥体位于在装配环的中心。前方是盾构机的“牙齿”。这是一个重达 600 吨、覆盖有近 100 个板材的切割头,用于切割和钻探海底岩层。前景中的“钢齿”切穿岩石,完成了挖掘工作。每个环相距 2.1 米,最终形成一条完整的隧道。
盾构机“海地”。图片来源:丁翔
“切割头上有280多片密集排列的硬质合金刀片,硬度与金刚石相当,最轻的刀具重约200公斤。”中国铁路局十四集团胶州湾第二隧道项目部副总工程师赵振宁介绍,这些刀具可分为板式和刮刀式。铣刀在滚动过程中,切削刃不断压缩岩石,在岩石上造成破碎孔。刮刀刀片宽而厚,用于压碎松散的垫子连续剧。岩体被撕裂。
“启动泥水循环系统,准备前进!”
在海拔95米的控制室内,“海地”盾构机机长李文元仔细监控屏幕上显示的截割头扭矩、截割头转速、隧道开挖速度、盾构推力等核心参数。冷静地指导前面的工作人员,确保学习机的姿态和各项运行数据始终在正常范围内。
它驱动着挖掘直径15.63米、全长142米、总重5166吨的“地下巨人”。目前,它使用像“钢牙”一样锋利的烹饪板来啃咬坚硬的岩层。到了胶州湾底,我们奋勇前进,开辟了一条横渡海湾的道路。
盾构机长驾驶“海天”盾构机,随着开挖稳步前进。图片提供:张晓鹏
这个超级的背后该项目面临着非同寻常且极端的施工挑战。
赵振宁介绍说,胶州湾二号隧道青岛侧盾构部分施工总距离为3米,据说是255米。你首先会遇到的是非常复杂的地质条件。保护线从仓口起平行于断层带影响范围600余米。这里地层强度不均匀,岩石稳定性差,渗透性强。被公认为盾构施工领域的“硬骨头”。
海洋深处极高的水压带来了更加严峻的考验。隧道盾构最大埋深95米。这意味着指甲盖大小的区域必须支撑 9.4 公斤的重量。在如此极端的环境下,盾构机械在整个施工过程中面临着盾构主传动和尾盾失效的风险。
工人们正在重新拧紧隧道上的螺栓el 段。图片来源:丁翔
克服重重极限挑战后,“中国制造”技术凭借中国自主研发的核心盾构装备,成为本次“龙舟”顺利推进的最坚实基础。中铁十四局施工队直接攻克施工难题,实现多项国际领先、国内领先的技术突破。
针对硬岩破碎带钻进的核心问题,项目组在国内首次打造了超大直径盾构机“短螺旋+碎石箱+碎石机”的创新组合,从源头上解决了行业长期存在的积渣、堵塞问题。
同时,团队还对切割头进行了全面优化。首次将前切刀之间的距离缩短至 80 毫米,并在辅助臂上增加了压力切刀。钴与可互换的常压蒸煮板相结合,相当于给盾构机配备了更密更锋利的“钢齿”,大大提高了盾构机的破碎能力。
借助这些创新技术,中国铁路十四局施工队每月开挖海底坚硬岩层超过140米,创下行业纪录。此外,在入口隧道“郭信号”防护机施工中,对防护机进行了重新设计,在国际上首次实现了箱式涵洞同步拼装,彻底解决了采用同级别防护机进行铁路运输时安全风险高、运输效率低的问题。
照片显示工人们正在吊起隧道的一段。图片提供:张晓鹏 防水、耐压是深水里不可避免的救星水建设。
为了抵御100米深海洋的极高压力,项目团队建造了三重不透气屏障。四个密封后刷均经过润滑、密封和同步处理。泥浆在刀头外侧形成致密的挡水环,刀头本身配有双通道EPDM挡水条,可阻挡海水的进入,并在钻井过程中精确动态控制弹匣压力。
胶州湾隧道二号是世界水下公路隧道领域施工时间最长、规模最大、综合实施难度最大的超级工程,面临地质条件极其复杂等一系列世界级难题。其技术含量和施工难度均达到世界最高水平。
专业施工团队yecto先后攻克超大型稳定控制技术等难题复杂地质ge直径海底防护隧道、高水力裂隙岩层海底防护隧道结构设计、钢纤维混凝土管片施工关键技术研究,成功填补了国家技术空白,打造了海底隧道施工领域的“中国标准”。
“海地”盾构机的截割头悬挂在矿井内部。 (无人机拍摄)摄影:丁翔
此次综合性的“中国智造”实力得到了国际业界的高度评价。
2024年,“全球隧道及地下工程领域50个标志性工程”名单揭晓,其中包括胶州湾隧道二期工程,它见证了半个多世纪以来世界隧道技术和实践的重要进步和发展。
该奖项的评选过程强调技术逻辑创新和对人们生活的贡献。胶州湾第二隧道工程的成功入选,不仅其技术含量获得高度赞誉,也大大提升了这一超级工程在全球隧道工程领域的影响力。
目前,胶州湾隧道二号青岛侧盾构段主隧道和服务隧道开挖工作进展顺利,工程建设进展顺利。
管片运输卡车运输隧道管片。图片来源:丁翔 随着海地等重要国家重要设施的不断推进,这条青岛未来的水下大动脉,终将进入海峡两岸全球一体化的新阶段,隔海湾相望,实现“绿黄便便”,加速迈向“双隧道时代”。
主要项目有从连接粤港澳的伶仃洋河上的港珠澳大桥,到现在穿过胶州湾的胶州湾第二隧道,沿着中国沿海建设。它们打破地理障碍,连接区域发展的冲击。
中国在浩瀚海洋中不断刷新跨洋航线建设新里程碑,“智能制造”走在前列。
作者:胡耀杰、王宇、张晓鹏、丁翔
编辑:梁静
审稿人:魏源
编辑:宋黄江
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这被称为“龙虾养殖”,但这个小镇实际上已经兴起了一个大产业。
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