Интеллектуальный двухрежимный тоннелепроходческий комплекс (ТПМК) компании CCCC Third Harbor Engineering Co., Ltd. установил рекорд проходки 5 колец за сутки на линии метро Гуанчжоу в Китае

Репортаж от Wedoany，На участке Цзяофэн северного продления линии 8 метро Гуанчжоу два интеллектуальных двухрежимных ТПМК компании CCCC Third Harbor Engineering Co., Ltd. достигли максимальной суточной проходки в 5 колец, что превышает средний уровень эффективности работ в аналогичных грунтах, при этом был обеспечен полный цикл «нулевых аварий и нулевых осадок». Глубина залегания тоннеля на данном объекте составляет 30 метров, коэффициент закарстованности пород в зоне достигает 92%, при этом водонасыщенные песчаные слои текучей консистенции чередуются с твердыми известняками, доля неоднородных по твердости грунтов превышает 20%. Верхняя часть тоннеля представлена крайне неустойчивыми водонасыщенными песками, а нижняя — известняками, твердость которых значительно превышает прочность обычного бетона. Данные геологические условия считаются в отрасли «запретной зоной» для тоннелепроходческих работ.

При традиционной проходке тоннелей в основном используются два режима: грунтовый пригруз (EPB) и гидропригруз (Slurry). Анализ проектной группы показал, что при работе в водонасыщенных песках в режиме EPB возникают проблемы выброса грунта и потери устойчивости забоя, а в режиме Slurry на участках твердых пород эффективность проходки низкая, а стоимость работ высокая. Ни один из этих режимов не подходит для геологических условий участка Цзяофэн.

В связи с этим, на основе данных детальной геологической разведки и дополнительных изысканий, а также с учетом результатов численного моделирования проходки и опыта работ в аналогичных грунтах, после полугодовых исследований, обоснований и оптимизации схемы, проектная группа к началу 2025 года разработала комплектную технологию «двухрежимный ТПМК (EPB/Slurry) + комплексное регулирование» и совместно с производителем оборудования изготовила интеллектуальный двухрежимный ТПМК.

Двухрежимный ТПМК оснащен двухканальной системой «прямой сброс пульпы + выгрузка шлама шнековым конвейером» и стандартизированной технологией переключения режимов. В процессе проходки ТПМК может в реальном времени определять изменения грунта и автономно переключать режимы: при встрече с водонасыщенными песками и карстовыми полостями переключается в режим циркуляции пульпы (Slurry), стабилизируя забой за счет постоянного давления пульпы и быстро удаляя шлам; при входе в слои глины или твердых пород переключается в режим EPB, эффективно удаляя шлам шнековым конвейером, что решает проблемы задержки выгрузки и образования глинистых «пирогов», характерные для традиционного оборудования.

ТПМК оснащен высокоточной системой опережающего геологического прогнозирования, которая с помощью анализа вибраций от разрушения породы режущим колесом и технологии томографии отраженных волн выполняет сканирование грунта на расстоянии до 100 метров перед забоем в реальном времени, выявляя такие опасные зоны, как карстовые полости, зоны дробления и водоносные участки. Команда также создала тройную систему прогнозирования: «опережающий прогноз в забое + кросс-скважинная томография (CT) с поверхности + периодический повторный анализ георадаром», и применила технологию инъекционного укрепления через скважины, расположенные в шахматном порядке, с использованием манжетных труб (tubes à manchette) для полного усиления слабых грунтов в зоне 2 метров от внешнего контура тоннеля.

В настоящее время два интеллектуальных двухрежимных ТПМК в совокупности прошли более 798 метров, контуры тоннеля постепенно проясняются. Сформированный по итогам проекта комплект решений для проходки тоннелей в сложных геологических условиях накопил воспроизводимый управленческий опыт для последующих работ в аналогичных грунтах.