比圆形隧道节约35%地下空间
鉴于轨道交通建设常需要穿越城市核心区，而该区域道路狭窄，居民区密集，交通繁忙。为有效破解城市核心区轨道交通建设的难题，推动城市地下空间的集约化利用，减小盾构施工对周边环境的影响，宁波轨道交通集团勇于打破常规，率先提出了研发类矩形盾构的设想。设想赋予行动，2015年9月“阳明号”类矩形盾构机顺利研制完成，同年11月投入到3号线一期出入段线使用。
据了解，“阳明号”类矩形盾构机重达720吨，总长约59米，形状接近长方形，与一般圆形盾构机前面只有一个大刀盘不同，“阳明号”头部切削装置由两个X型大刀盘和1个偏心多轴刀盘组成。据悉，通过红蓝两组刀片交错旋转，可实现土体切削无盲区，能同时挖出两条轨道线，特别适合在老旧城区地下施工。
“阳明号”类矩形盾构机由宁波轨道交通集团联合上海隧道工程有限公司自主研发，是国内首台应用于城市轨道交通的类矩形盾构机。据上海隧道工程有限公司副总经理黄德中介绍：“类矩形盾构机能够实现在宽度11米多的情况下，实现双线合一，施工要求宽度将近砍掉一半，节省地下空间大概达35%以上。我们的马路，一般来说都能满足这样的宽度需求，避开了对周边房屋、居民楼的影响。”
与目前国际上使用的圆形断面盾构机形成的隧道断面不同，“阳明号”盾构形成的隧道断面是一个宽11.83米、高7.27米的类矩形，是世界上最大断面的类矩形土压平衡盾构隧道。“类矩形盾构隧道比圆形隧道节约了35%的地下空间，在城市核心区与老旧城区的地下工程施工时，可大大减少对地上和地下构筑物的影响，经济效益高。”宁波市轨道交通工程建设指挥部总工程师朱瑶宏介绍。
多项核心技术实现重大突破
作为一项由宁波地铁组织自主研发、具有自主知识产权的盾构技术，“阳明号”已建立了类矩形盾构法隧道设计、装备、施工三大技术体系，在技术上解决了类矩形盾构全断面切削与异形复杂管片拼装技术的国际难题，且在异型多刀盘切削系统、管片拼装系统、推进系统等核心技术方面均实现了首创性突破，为城市地下空间集约化利用及高标准环境保护开辟了一条新路，是一项名副其实的“世界先进”技术。目前，该技术已申请国家发明专利37项，软件著作权5项，在国内外重要核心期刊发表论文48篇。
“异形盾构技术可广泛应用于城市交通地下通道、地下共同沟、地下排洪系统、轨道交通等建设，在城市核心区与老旧城区的地下工程施工时，可大大减少对地上和地下构筑物的影响，实现城市建设和城市运行的高度和谐。宁波发挥了良好的示范效应，未来10年这项技术将会被广泛应用。”有关专家表示。
据介绍，宁波轨道交通3号线计划于2019年建成通车，这次应用类矩形盾构挖隧道，还只是初步试验。接下来，这项领先技术将在宁波轨道交通4号线、2号线二期和5号线等工程上运用，还将广泛应用于城市交通人行车行地道、地下管廊等的建设领域。谈到“阳明号”类矩形盾构机应用的好处，朱瑶宏说：“减少了拆迁，减少了总成本，将来要用的那条4号线，大概能节省7亿元以上。并且这个盾构抗风险能力非常强，地铁保护费用也将大幅度减少。”
