2018年1月3日,世界首創(chuàng)的馬蹄形盾構(gòu)在國內(nèi)最長運(yùn)煤專線蒙華鐵路白城隧道掘進(jìn)突破了3 000 m大關(guān),即將實(shí)現(xiàn)全隧貫通,標(biāo)志著盾構(gòu)工法首次在我國黃土隧道應(yīng)用取得成功,這將對我國西北地區(qū)黃土及軟弱地質(zhì)隧道建設(shè)起到示范和引領(lǐng)作用。
馬蹄形盾構(gòu)整機(jī)長118 m,質(zhì)量為1 300 t,該設(shè)備外輪廓高10.95 m、寬11.9 m,盾體采用梭式結(jié)構(gòu),能有效降低盾體與地層之間的摩擦力,進(jìn)而減小推進(jìn)阻力。這一全球首創(chuàng)的隧道開挖方式能夠極大地提高隧道空間利用率,較圓形截面減少10%~15%的開挖面積,進(jìn)而縮減工程成本,縮短施工工期。
馬蹄形盾構(gòu)于2016年7月17日在鄭州下線,2016年10月29日正式始發(fā)掘進(jìn),先后成功穿越了淺埋層、天然氣管道和包茂高速等重大風(fēng)險源地帶。2017年3月創(chuàng)造了月掘進(jìn)308.8 m的施工新紀(jì)錄。2017年4月1日,盾構(gòu)掘進(jìn)突破1 000 m; 2017年8月25日,盾構(gòu)掘進(jìn)突破2 000 m。該工程首次運(yùn)用自主研發(fā)的“盾構(gòu)云”平臺提供智能服務(wù),為盾構(gòu)的安全順利掘進(jìn)提供科學(xué)保障。
馬蹄形盾構(gòu)的應(yīng)用成功不僅是我國黃土隧道施工技術(shù)的一次重大突破,也是我國重大裝備行業(yè)在推動中國制造向中國創(chuàng)造轉(zhuǎn)變的一次實(shí)力證明。
蒙華鐵路是世界上一次建成最長的重載鐵路、國內(nèi)最大規(guī)模的運(yùn)煤專線,也是“一帶一路”的重要樞紐和核心支點(diǎn)。白城隧道位于陜西靖邊縣境內(nèi),隧道全長3 345 m,最大埋深81.05 m,為設(shè)計時速120 km的雙線電氣化鐵路隧道,該隧道地處我國毛烏素沙漠與黃土高原交界處,屬軟土軟巖地質(zhì),是我國西北地區(qū)較為普遍的土質(zhì)隧道,土質(zhì)多為濕陷性軟弱土穴新黃土雪,土質(zhì)軟塑、脆弱,施工方法不同于石質(zhì)隧道施工,是難以修建且建成后病害較多的一類隧道。如采用傳統(tǒng)隧道施工方式掘進(jìn),極易出現(xiàn)塌方、掉拱等事故,影響施工工期,造成一定的經(jīng)濟(jì)損失,掘進(jìn)過程存在安全隱患大、施工效率低等問題。蒙華鐵路馬蹄形盾構(gòu)工法在國內(nèi)鐵路山嶺軟土隧道領(lǐng)域的成功運(yùn)用,將加速我國異形盾構(gòu)的自主化和智能化,并為我國裝備與技術(shù)走向“一帶一路”國家提供借鑒。