研發背景與設備選型
2024年3月25日,國內首台“微泥水+土壓”雙模盾構機“紅星號”在
青島捷運6號線二期紅辛區間(
紅樹林站至
辛屯路站)右線首次套用並順利始發,這是該設備在青島捷運建設中的首次套用,也是全國首例。紅辛區間緊鄰海岸線,水文地質條件複雜,穿越富水地層,堪稱“地質博物館”,施工難度大,面臨防噴涌、防坍塌等技術難題。
為確保盾構順利始發,青島捷運集團西海岸建設分公司牽頭相關單位系統梳理工程風險,對盾構選型、設計、組裝、調試、掘進全過程安全方案進行詳細分析論證,最終確定使用全國首台“微泥水+土壓”雙模盾構機。結合現場實際複雜地質情況,與設備廠家協調,在既有盾構機功能基礎上,增加刀盤隔腔高壓沖水防止結泥餅裝置、盾構頂部空洞檢測裝置等設計,使盾構機能快速實現土壓及泥膜保壓掘進兩種模式轉換。該設備還創新性添加土倉可視化系統、出渣自動計量裝置、盾尾間隙測量系統,大大提高了盾構掘進的效率和安全係數。
結構與技術特點
紅星號是國內首台“土壓+微泥水”雙模
盾構機,也稱“微泥水複合土壓平衡盾構機”,其結構參數包括開挖直徑6500毫米、盾構機及配套台車全長約95米,採用被動鉸接形式。
技術特點方面,紅星號配備了土倉可視化系統、出渣自動計量裝置、盾尾間隙測量系統,有助於提升盾構掘進的效率和安全係數;並在既有盾構機功能基礎上,增加了刀盤隔腔高壓沖水防止結泥餅裝置、盾構頂部空洞檢測裝置等設計,可實現土壓及泥膜保壓掘進兩種模式轉換,增強了盾構機在複雜條件下的適應性。
主要技術參數
“紅星號”開挖直徑為6500毫米,盾構機及配套台車全長約95米。紅辛區間右線長約1.3公里,埋深約6.5米至22.2米,最小轉彎半徑800米,最大縱坡25‰。
工程套用與施工過程
2024年3月25日,“紅星號”在青島捷運6號線二期工程
紅樹林站至
辛屯路站(紅辛區間)右線成功始發,這是“微泥水+土壓”雙模盾構機在青島捷運建設中的首次套用,也是該型設備在國內捷運施工中的首次套用。該盾構機在紅辛區間始發井下井,採用分體始發方式,需先後下穿河流、側穿城市主幹路。2024年10月2日,同區間左線“紅星二號”盾構機開始掘進。2026年1月,“紅星號”完成紅辛區間右線掘進,實現了該區間的順利貫通。
技術創新與影響
“紅星號”是國內首台套用於捷運施工的“微泥水+土壓”雙模盾構機(亦有報導稱為“土壓+微泥水”雙模盾構機),其在
青島捷運6號線二期工程中的套用,亦是該類型盾構設備在國內捷運施工中的首次套用。該盾構機通過創新性添加“土倉可視化系統”、“出渣自動計量裝置”和“盾尾間隙測量系統”,並增設“刀盤隔腔高壓沖水防止結泥餅裝置”以及“盾構頂部空洞檢測裝置”等設計,實現了“土壓”及“泥膜保壓”兩種掘進模式的快速轉換。
該技術成功套用於穿越鄰近海岸線的“紅辛區間”,該區間水文地質條件複雜,穿越地層被稱為“地質博物館”。“紅星號”在該區間的實踐,針對“富水地層防噴涌、防坍塌”等關鍵技術難題提供了解決方案,為
青島捷運在複雜濱海地質條件下的盾構施工積累了經驗。