国内首个硬岩矩形顶管掘进工程在渝贯通

二月春风

5月15日上午11时左右，重庆两江新区火凤山隧道附近，轰鸣声中，随着顶管机“掘进号”顺利启动，6个“大滚筒”组成的“矩形”刀盘在岩土中向前推进，顺利贯通了A匝道隧道工程（下穿重庆机场快速路及内环快速路）的最后“一米”。这是国内首个在硬岩中实施矩形顶管施工技术的成功案例。

▲2024年5月15日，两江新区火凤山隧道附近，在建的A匝道隧道工程下穿重庆机场快速路及内环快速路。记者 张锦辉 摄

A匝道项目是连接重庆北站北广场与内环快速路的通道，由江北嘴投资集团旗下两江新区建设公司承建。项目预计在今年内建成，开通后将有效缓解金渝大道与机场路的交通压力。“以前从重庆北站北广场开车上内环，需要绕行人和立交，不堵车的情况下需要15分钟左右，项目建成后，从重庆北站北广场最快只需2分钟就能上内环快速路，开往人和方向。”现场有关负责人介绍。

项目全长791.485米，其中隧道176米，依次下穿内环快速路与机场快速路，隧道埋深约4-5米，穿越地层为回填土、泥岩、砂岩等上软下硬复合地层。“因为项目跨越内环快速和机场高速，为减少交通影响，不可能采取大开挖的方式，只能采取地下暗挖，为此我们引进了世界首台硬岩矩形顶管机‘掘进号’。”两江建设公司副总经理陈阁琳介绍，这一设备由两江新区建设公司与中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司合作打造，专门适用于重庆地形地貌隧道掘进。

▲首台硬岩矩形顶管机“掘进号”正在进行最后的掘进作业，刀盘在洞口逐渐显露出来。江北嘴投资集团供图

该顶管机采用“六刀盘+六滚筒”复合破岩技术，主顶推力达到10300吨，通俗点说，其推力可推动3000多头成年大象；断面开挖面积为长10.42米、高7.57米，通过“六滚筒”实现全覆盖、无盲区。设备具备强大的硬岩掘进能力，能在复杂地质条件下实现高效、稳定的隧道施工，达到一次性成型贯通下穿道结构的目标。

与传统的圆形盾构机相比，“掘进号”顶管机有“矩形”、可装备两大创新点，为地下隧道和设施提供更合理的布局空间，使其空间利用率提高20%、辅助人工成本节约60%，节约工期超50%。

“如果用圆形刀头，就需要更大的断面尺寸，采用矩形可以节约空间，同时也能在浅覆土的地质条件下，保证暗挖的安全性。”陈阁琳说，在顶管掘进过程中，管片在工厂预制好后运到工地进行装配，在洞内施工时可减少噪声污染。

施工期间，项目依托“掘进号”顶管机设备有效解决了硬岩减阻、全断面硬岩顶管施工顶进沉降控制、重庆地区矩形顶管顶进力计算及防水设计、智能化控制等技术难题。

据悉，这是国内首个在硬岩中实施矩形顶管施工技术的成功案例。此次隧道工程的顺利贯通标志着国内在复杂地质环境中，矩形顶管掘进施工技术取得了重大进步，填补了重庆乃至全国硬岩及回填土类矩形顶管工法的空白，也为未来类似工程项目提供了施工经验和技术支持。

新重庆-重庆日报记者 佘振芳 张锦辉