“硬核技术”支撑南昌地铁建设“加速跑”

南昌地铁3条延长线加速建设中，截至10月29日，已有13座车站实现封顶，19条单线区间贯通，3条高架区间贯通。

应用全国首套智能盾构自动驾驶系统 掘进更安全环保

9月底，南昌地铁1号线东延工程全线贯通，意味着南昌地铁建设有了新突破。据介绍，作为该工程重点之一的瑶湖东站-瑶湖西站区间需下穿瑶湖约1170米，且距离湖底最近距离仅10米。由于埋深、富水、夹泥等影响，盾构掘进过程存在喷涌、结泥饼、盾尾漏浆、管片上浮、击穿湖底等重大风险，施工难度较高，而完成该区间掘进任务的是我国首台搭载智能盾构自动驾驶系统的土压平衡盾构机“先锋一号”。

据中铁1182号项目经理王汤玉介绍，目前，地铁区间掘进常用的是土压平衡模式，也就是说，盾构机在封闭掘进的同时，靠泡沫、膨润土等填充物保证土层压力，以更好控制地表沉降。区别于传统的土压平衡盾构机，“先锋一号”首次搭载并成功应用了我国首套智能盾构自动驾驶系统，该系统主要包括一键掘进准备、智能保压、沉降预测、自主纠偏、盾尾间隙测量、智能辅助掘进等功能。

“简单理解，传统盾构机需要人工时刻关注并及时调整各种掘进参数，同步注浆量、螺机出闸口、皮带机等运行情况，同时当盾构机姿态出现偏差时，也需要人工进行纠偏。‘先锋一号’可以做到自动推进、自动保压、自动纠编，且搭载了智能化辅助驾驶系统、渣土体积监测系统、壁后注浆质量监测系统、盾尾间隙自动测量系统等，使得掘进更安全、更环保、更智能。”王汤玉说。

以自动纠偏为例，掘进过程中，推进油缸位移、滚动角变化等因素都可能引起盾构机姿态发生变化，偏离隧道设计轴线。“我们提前将设计轴线的相关数据输入‘先锋一号’，这样执行过程中，一旦偏离既定线路，系统就会自动纠偏，将盾构机姿态调整到位，基本上连续多环纠偏平均误差在±1毫米以内。与人工纠偏长期推进对比，能使得盾构姿态更加稳定，且盾构司机能把更多的精力放在螺机喷涌、掘进参数和设备运行状态上，在一定程度上也减轻了他们的负担。”王汤玉说，“先锋一号”先后完成了湖底自动掘进和盾构出洞自动掘进等多项任务，实现了无人干预累计掘进820多环，其中，连续不间断自动掘进650多环，最高日掘进达到27.6米，大幅提高了施工整体效率、施工标准化水平以及成形隧道质量。

首次采用移动式液压台车 助力“双线叠合”区间掘进

当两条左右平行的区间在掘进一段距离后，变为上下叠合状态，且是在下方区间贯通的情况下，该如何安全高效地开展盾构掘进呢?

据介绍，地铁1号线北延工程建北明挖段-拆分工作井区是南昌地铁首个“大直径、双线叠合”区间，其施工难点在于该区间左右两隧道先左右平行布置，继而转为上下重叠布置，且最小净距仅1.82米。

“整个区间，双线隧道相交及叠合段有260米。这期间，需要我们在下方区间贯通的情况下，进行上方区间盾构掘进作业，施工风险极高。为此，我们除了严把盾构设备验收关，从出厂、下井到组装调试进行全过程调度外，还首次在南昌地铁建设中采用了洞内移动式液压台车。”中铁二局项目总工程师李海介绍说，移动式液压台车从外形上看酷似“千手观音”，即有一个车身主体，周围有若干只“手”。此次运用的台车，由4节4.5米长的车身组成，且每组车上配有7个带橡胶滚轮的机械臂，对“双线叠合”段施工起到了“硬防护”作用。

“移动式液压台车安装于下方已经贯通的区间，利用此前盾构机运送渣余土的轨道，配合上方区间盾构掘进速度向前移动，确保上方区间施工高效可靠安全。”李海说，过去遇到叠合区间，一般都是靠人工在下方区间同步进行型钢支撑，且无法移动，会大大降低施工效率。“因为这些型钢支撑都是需要在隧道这种密闭空间进行现场焊接，不仅造成空气污染，焊接质量也无法得到保障。而利用移动式液压台车，我们只需要通过对讲机，了解上方盾构机掘进速度，再适时向前推进就好。同时，这些机械臂都带有液压系统，能与周围的管片内弧面完全密合，形成最大支撑力。”

同时，项目部紧盯掘进参数控制及同步注浆、二次补浆等重要环节，先后克服了邻近厂房、下穿房屋、穿越燃气管线以及“双线叠合”等多种不利条件，做到了“零预警、零沉降、零风险事件”，实现了管片线形顺直、平整度好、错台小的质量目标。