以创新赢突破

走进中铁十四局广州海珠湾隧道贯通现场，两台盾构机“龙头”微探，"卧躺"在接收井内，场面颇为壮观。

两台盾构机"卧躺"在接收井内（刘福昌 摄）

两台盾构机分别名为“大道先锋号”“开路先锋号”，它们犹如“孪生兄弟”，长超百米、重达千吨，开挖直径均为15.07米，足有5层楼高。但细看之下，两台盾构机又稍有不同。

“‘大道先锋号’面板更宽，刀具可以实现常压更换，而‘开路先锋号’开口率更大，刀具更多，需要带压更换。”中铁十四局海珠湾隧道项目总工程师黄书华表示，在同一座隧道、同一地质情况下，采用完全不同的盾构机选型，这在全国尚属首次。

海珠湾隧道纵跨番禺区、海珠区，其中盾构段长2102米，以双管盾构隧道形式下穿三枝香水道、洛溪岛、珠江沥滘水道，东、西线隧道最大净距仅为18.1米，长距离穿越珠江三角洲地区上软下硬的复杂红层地质，两次穿越地层断裂破碎带。

“盾构机刀盘型式通常分为常压刀盘、带压刀盘2类，盾构施工中一般会结合地质条件、同类项目施工经验，综合考虑配备何种型式刀盘，以确保盾构安全、高效掘进。”黄书华说，这是广州首次采用15米级盾构进行施工，区域内并无同类型盾构施工经验可以参考，刀盘的选型一时成为难题。

没有实践可以借鉴，那就主动实践。经过系统内外权威人士多方论证后，综合考虑刀具破岩能力等因素，在确保工程安全的前提下，建设团队认为可以采用常压刀盘和带压刀盘对比掘进。

2023年3月，采用常压刀盘的“大道先锋号”盾构机在西线隧道率先始发，同年5月，采用带压刀盘的“开路先锋号”盾构机在东线隧道紧随其上。

掘进过程中，项目团队围绕“超大直径盾构设备选型及常压带压刀盘适应性设计”开展研究，通过盾构区间在泥岩、泥质粉砂岩地层中掘进引起的地层沉降变形、刀盘刀具磨损、结泥饼等问题，对比两种设计类型刀盘在华南区域地层中掘进的优劣，同时得出最优的掘进参数设置值，提出在类似地层中盾构刀盘优化设计。

2024年7月，历时16个月，两条隧道相继贯通。据统计，东线隧道采用的“开路先锋号”盾构机最高月进尺达到324米，这一数据也刷新了超大直径泥水平衡式盾构机在华南地区复合地层的掘进速度纪录。

“通过同等地质对比掘进实践证明，针对广州地区泥质粉砂岩地层，带压刀盘的适应性更强。”黄书华说，目前，项目团队正在围绕该课题进行总结，已完成论文4篇，提交专利申请3项，正在编写工法及研究报告。这项研究为不同参数和配置的超大直径盾构机的使用、设计提供不可多得的实验数据和技术参考，也为华南地区复合地层超大盾构掘进收集了更为齐全的数据参数。

两条“钢铁巨龙”边挖边前进，成型隧道也在身后同步延伸，而此时，另一台不足4米高的掘进机悄然入场，它的任务，是在两条主线隧道之间，打通6座横向联络通道。

联络通道施工现场（郑玉茹 摄）

联络通道是设置在两条隧道之间的一条横向通道，承担着乘客安全疏散、隧道排水及消防等重要功能。海珠湾隧道主线隧道盾构区间范围内设6座横向联络通道，区间长度在14.8米至18.1米之间。

“以往的联络通道，多采用矿山法开挖，施工控制难度较大、风险大。”黄书华说，机械法联络通道施工技术，则为近年来开发的一种新工艺、新工法，具有施工工期短、作业环境安全可控、机械化程度高等诸多特点，具有显著优势。

工欲善其事，必先利其器。依托主线隧道掘进过程中掌握的地质情况等信息，他们量身定制了“海珠湾一号”掘进机，该设备采用异形分体式设计，开挖直径3.86米，由主机、台车、吊运系统、始发接收套筒等部分组成。

“主线隧道空间狭小，如何实现联络通道和主线隧道同步高效施工成为我们首要解决的问题。”黄书华说，他们使用创新型的移动式后配套支撑平台系统、辅助系统等，设备运输和组装采用模块化，设置吊运系统，直接利用主线隧道管片车运输施工物料，最低限度影响主线施工。

此外，项目团队为掘进机配置高精度导向及纠偏系统，能够满足联络通道精准对接主隧道施工要求；配置了高强度刀盘、高性能主驱动，能够高效破除C60高强度管片；多方位调整的运输台车，实现设备高效进场、转场，并进行始发姿态调整。

日前，“海珠湾一号”掘进机顺利完成首座联络通道，在成型隧道内完成“洞中洞”的施工，极大节省了项目工期，在国内实现了同类直径盾构隧道工程首次采用横向疏散方式进行机械法联络通道施工。

据悉，海珠湾湾隧道预计2025年建成通车，届时，海珠、越秀等中心城区到广州南站的行程有望缩短至15分钟，可有力增强广州南站的集疏运能力，进一步释放其核心门户枢纽功能，强化广州国际综合交通枢纽地位，提高粤港澳大湾区基础设施“硬联通”水平。

【编辑：佳冰】