管道局四公司：世界级盾构施工难题实验完成

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5月21日，中石油直径最大盾构机（TM502WMM泥水平衡盾构机）在中卫黄河盾构现场圆满完成世界级大坡度盾构施工调试实验。
目前，国内外盾构施工技术已成功应用于地铁、水利、油气管道穿越等领域，然而在10%以上大坡度运输、10bar以上高水压泥浆循环、长距离卵石层掘进施工中仍存在一系列技术瓶颈难以突破。
据悉，目前世界上只有日本、德国少数几家盾构施工巨头单位具有坡度10%以上泥水盾构施工能力。日本盾构专家森岗曾在管道局盾构技术评审会上说：“贵公司这次大坡度和高水压泥水盾构实验难度在世界上是首屈一指的。”
管道局四公司作为中石油唯一的盾构施工企业，近几年在油气管道穿越工程中取得一些成绩，然而相对中铁、中交等单位起步较晚，至今难以进入地铁、水利等更庞大的盾构市场；另外，国内外施工案例显示泥水盾构施工都是顶管、定向钻施工工法无法完成的地质条件复杂的工程。因此，四公司将实行“稳江、上山、下海、进城”四步走战略方针，同时调遣盾构业务精英成立大坡度、高水压实验攻关小组，攻克世界性盾构施工难题，为盾构业务开拓更广阔市场储备技术实力。
大坡度施工主要体现在：坡度大导致地面到隧道最低点落差超过100米，泥浆管路内静压力高达1兆帕以上时，很难建立有效的泥浆循环流量，且掘进过程中如果排浆泵故障，携有大量石块的泥浆倒流，将引起水锤现象，导致管道爆裂，后果不堪设想。
在盾构隧道物资运输方面，传统的有轨电机车无法将超重的施工物资运输至盾构机内，而齿轨内燃机车对隧道污染严重，且齿轨易破坏成型隧道环片结构，隧道施工传统运输方式，已无法在大坡度盾构施工中使用。
连续不间断1000米以上长距离卵石层掘进，对盾构机刀盘刀具、破碎系统、排渣系统的抗磨损、破碎能力、通过粒径要求及其苛刻。任何一项出现问题都可能导致盾构机停止掘进，造成工期滞后等严重后果。
针对以上难点，中石油管道局四公司，于5月13日开始在理论技术依据的基础上进行调试。截至5月21日，经过技术攻关，已完成模拟上行18%坡度工况下刀盘扭矩、盾构掘进推力、拼装机负载旋转、环片举升器、环片小吊机、背填注浆、等大坡度适应性实验，结果显示其各项技术参数均满足该坡度施工要求。卵石层掘进模拟地层中80%（19.5立方每环）卵石含量进行破碎实验，其破碎后粒径、破碎效率完全能施工需求，破碎机刀具经技术人员校核改造后至少能完成连续2000米卵石层掘进任务。
另外，在泥水循环方面，攻关小组已完成设计方案。泥浆中储箱，实现分段降压，中储箱泥浆液位通过阀门自动开启、关闭自行调节，不仅有效降低泥浆管内压力，而且避免了水锤现象对设备的破坏。隧道内运输方式，将采用无极绳系统解决，其特点是不受运输距离限制且能快速运输大吨位物资。这是国内外首次将无极绳系统应用于盾构隧道施工，经过验证其运输能力完全满足18%坡度工况运输需求。
技术名词解释：
盾构隧道坡度就是盾构隧道每延长100米，隧道高程增加或降低的距离，3%以上即为大坡度施工，目前，地铁隧道施工坡度仅为1%-2%，以往泥水盾构隧道坡度也不超过4%。
                        谭海燕    雷雪飞 

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