跟着刀盘慢慢滚动，我国最大直径双模盾构机“永安号”不久前正式从珠肇高铁圭峰山地道顺畅始发。全长15.15公里的圭峰山地道是珠肇高铁全线操控性工程，“永安号”则是为珠肇高铁圭峰山地道量身定制的超大直径双模盾构机。其开挖直径到达14.29米，约为5层楼高，总长117米，总重约4250吨，是目前我国最大直径双模盾构机。
双模盾构机是指能够精确的经过地质的软硬，别离采纳土压方式或许全断面地道掘进机（TBM）方式进行掘进的盾构机。中铁地道局集团有限公司（以下简称中铁地道局）珠肇高铁4标项目部总工程师曹伟明告知科技日报记者，之所以要为圭峰山地道量身定做双模盾构机，是因为圭峰山地道地质条件的特殊性。地道洞身首要穿越弱风化片麻岩，饱满抗压强度值约为60MPa；局部下穿强风化片麻岩，饱满抗压强度值约为3.5MPa，风化作用激烈，原岩结构大部分被损坏。两种天壤之别的地质条件需求不同的掘进作业方式。
作为一台兼具土压方式和TBM方式的双方式盾构机，“永安号”既具有岩石条件下快速掘进功用，又具有在脆弱、破碎地层平衡开挖面的功用。比较单一方式掘进设备具有了更广泛的地质适应性，能大大下降施工危险，克服了传统土压平衡盾构机在岩土地层掘进成效约束及TBM在软土、富水或破碎地层中不适应的缺陷，使盾构技能与TBM技能彼此浸透、交融，拓宽了设备的地质适应才能。
除了两种掘进方式灵敏切换外，智能化程度高也是“永安号”的一大特色。“永安号”搭载的管片智能转运体系选用3D激光扫描、运转组织定位、PLC自动化操控、视频处理和视频切换、无线通讯等智能化技能，完成了管片吊机自动化运转。
不仅如此，“永安号”还搭载了超前地质预告体系、滚刀状况监测体系、土仓可视化体系，能够直接进行地层感知。其螺机磨损检测、盾壳/盾尾空隙丈量设备和渣土体积丈量体系等能够有用的进行设备感知，完成了设备在漆黑环境中掘进时岩机参数的互馈表达，辅导设备安全施工。
作为我国直径最大的双模盾构机，“大”给“永安号”研发带来不小的困难。一是跟着盾构直径增大，开挖仓压力散布不均的概率增大，主轴承遭到的载荷不均匀性将相应添加。一起，圭峰山地道在进行全断面地道掘进施工时，会加重主机振荡，导致主轴承密封失效危险概率增大。为处理这一难题，项目团队经过很多的事例调查和会集攻关，提出了一种组合型主驱动密封方式，并装备独立水冷体系，大幅度的提高了主驱动的密封性和可靠性。
超大直径的双模刀盘也给规划带来了难题。大直径双模刀盘既要保证TBM方式刀盘的高强度，一起也要统筹土压方式的大开口率避免结泥饼。此外，因为盾构机直径增大后刀具运转轨道也随之扩展，刀具磨损、损坏的概率和危险大幅度提高。项目团队经过构建刀盘与地质间切削磨损模型，根据刀盘切削能耗、切削功率和强度可靠性等功能点评目标，选用参数化规划办法，进行了刀盘拓扑结构和刀具安置优化规划，提出了偏TBM重型刀盘和防冲耐磨规划，处理了大直径硬岩掘进主工况双模刀盘规划难题。
圭峰山地道大部分阶段埋深60米至70米，且为接连下坡掘进，带来了地道涌水和螺机喷涌处理难题。针对这一痛点，项目团队提出针对性处理方案，设置了一种U型转渣设备。该设备具有必定的滤水才能，当产生螺机喷涌或出渣含水量较大时，转渣设备内的污水可经过真空泵排至污水箱中，粗渣经过转渣设备内二次螺机运送转运到接连皮带机，避免螺机喷涌形成地道污染。
