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主要项目

项目成果

特拉华州输水隧道修复项目

  • 设备类型 单护盾掘进机
  • 设备数量 1
  • 设备直径 6.8 米
  • 隧道类型 输水隧道
  • 隧道长度 3.8 公里
  • 项目业主 纽约市环境保护部 (NYCDEP)
  • 施工单位 Kiewit-Shea Constructors (KSC)
  • 项目地点 纽约,美国

单护盾隧道掘进机突破重重难关修复世界上最长的连续隧道

项目概况

特拉华州输水隧道长达137公里(85英里),被吉尼斯世界纪录大全收录为世界上最长的连续隧道,也是美国规模最大的输水隧道。该隧道每一天为纽约市输送城市50-60%的饮用水——纽约是一个拥有850万人口的大都市,另有100万人口居住在城市北部。二十世纪九十年代,纽约市环境保护部(NYCDEP)发现位于哈德逊河下方的一段隧道每天都在泄漏7500万公升的水。

纽约市环境保护部决定修复这个隧道,这也是建造纽约供水系统175年历史中规模最大的一项工程中的一部分。该计划的一个关键部分是一段旁路隧道,它往上连通隧道结构完好的部分,往下通往哈德逊河地下深处继续前进3.8公里(2.5英里)。值得注意的是,输水隧道在隧道挖掘过程中将仍然继续提供供水服务仅在旁路隧道贯通后关闭水流,以便新隧道能连接到已有的隧道上,关闭时间预计将持续58个月。

地质状况

在哈德逊河河床下方183(600英尺)处,旁路隧道在断裂的、疏松的石灰岩中将会受到压力高达20bar的高压涌水影响。罗宾斯公司为承包商Kiewit-Shea(KSC) 合资公司专门制造的一台直径6.8米(22.3英尺)的单护盾隧道掘进机用于隧道挖掘,其使用的部件能在困难地质条件下进行高效挖掘。

掘进机设计

这台掘进机是根据困难地质方案的特征来设计的,能应付独特的地质条件。

涌水控制装置

由于项目过程中预计会遇到20bar的静水压力,罗宾斯公司为掘进机设计了一个新的主轴承密封系统,该系统由传统的多排唇型密封和紧急充气密封组成。在遇到突然冲进高压涌水的情况下,掘进机会快速被密封住,首先泥槽上的闸刀会关闭,紧接着输送机架构和输送带会从开挖室撤回,然后隔板密封板被收回,最后稳定器舱门关闭。

钻级&灌浆系统

掘进机在护盾中配有两个钻机,从16个不同的位置通过头部进行钻孔,第三个位于安装机上的钻头从额外的14个位置通过护盾进行钻孔。钻机和预开挖灌浆将成为控制和最小化减少涌水的常规工作。此外,如必要的话,由水力驱动的高压潜孔锤能在掘进机前方以20bar的压力掘进60-100米。

压力补偿型滚刀

纽约市环境保护部要求掘进机能够承受30bar的静水压力,因此,掘进机必然要使用压力补偿型盘形滚刀。该滚刀独特的设计结合一个压力平衡系统能够将涌水隔离,而且能在高压情况下保护滚刀轴承的安全。

 

现场准备

项目建造了两个巨型竖井始发井5B位于纽约市纽堡区,接收井位于哈德逊河另一边的Wappinger。这些竖井是通过钻孔和爆破方式建造的,每隔30(100英尺)安装混凝土衬砌。两个竖井于20163月完工,纽堡区的竖井深270米(885英尺),直径9米(30英尺),Wappinger的竖井深197米(646英尺)。

掘进机将从一个12米高顶棚的扩底型洞室开始挖掘,顶棚目前还在建设中。纽堡区的竖井配有综合的后勤装备,包括一套为竖井服务而精心设计的起重系统。该系统会在掘进机组装的过程中使用,可提供高达90公吨的起重量

罗宾斯公司与KSC密切合作,确保掘进机组件在设计和尺寸上都小于90公吨,这样就可以使用承包商的起重系统来吊起进入窄而深的竖井口。工厂验收测试于20172月进行,掘进机运到现场后,被安装在竖井底部的一个移动底座上,然后被移至隧道掌子面。隧道预计于2017年秋季开始挖掘

随着掘进工作的继续,我们将持续公布项目进展。