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中国首条公铁合建隧道全线贯通

文章来源:    时间:2018-06-13

6月8号,武汉轨道交通7号线三阳路越江隧道实现双线贯通,成为中国首条公铁合建隧道,这也是国内已经建成的最大直径盾构隧道。

三阳路越江隧道位于武汉长江二桥、长江隧道之间,长约2.6公里。为了节约长江两岸城市的地下空间、避免大量拆迁,这条隧道采用了城市道路隧道和轨道交通隧道合建穿江的方案。

中国首条公铁合建隧道全线贯通_1

武汉地铁集团轨道交通7号线三阳路越江隧道二级项目经理倪正茂:汉口这一侧有一些优秀的历史建筑,一些很有意义的古建筑,都不宜拆除。所以在这个地方我们最终采用的是公铁合建的大隧道方式,节约过江资源。

三阳路越江隧道的外径为15.2米,内径13.9米,所使用的盾构机直径达到了15.76米,相当于5层楼高,每台重量4400吨,是普通小盾构的10多倍。这条隧道也是国内已经建成的最大直径盾构隧道。

武汉轨道交通7号线三阳路长江隧道在建设过程中,最困难、也最艰险的在于15.76米的超大直径盾构穿越“钻石层和年糕团”复合地层的世界级难题(穿越长江底石英含量高达70%的粉细砂层和富含黏土的强风化泥质粉砂岩、强风化泥质粉砂岩地层,就像在黏性极大粘土里混进了钻石,并在这样的地层里挖一条5层楼高的超大隧道)。大直径+复合地层让施工的风险和难度呈几何级数上升,在中国隧道建设史上还是第一次,在全球工程领域也极为罕见。

这个“世界级难题”历经700多天的艰苦奋战,终于攻克,实现全线贯通。期间,为确保安全顺利洞通,武汉地铁联合施工方采取了以下措施:

一是力克“钻石层”:通过人工换刀,解决了地层硬度堪比“钻石”的地层条件,克服了刀具磨损快的“硬”考验。在施工工艺的创新上,通过单侧更换常压可更换刮刀措施,使得换刀数量较原先减少了一半。重要推进切削部位的刮刀始终保持新刀的状态,每把刀的利用率更高,成本更节约。通过调整刀具的工作方案,科学提高切削效率。

二是智取“年糕团”:经过多种材料多次实验的考证,最终决定选择在每次换刀作业完成后从刀桶往前仓压注双氧水,通过破坏附着于刀盘上的胶结方式,起到消除泥饼的目的。另外,为解决推进速度慢,刀具受力不均的难题,采取中心刀桶增加冲洗直接降低中心刀桶的温度、增加冲洗管和冲洗次数等方法,缓解改善了中心刀桶过热泥饼结硬的情况,为切削下来的泥土留出更多的流动空间,解决工程土质的“软”难题。

此世界级难题的攻克也为地铁施工总结了一批创新的技术工法:《复合地层下超大直径泥水盾构应对盾构结泥技术》《复合地层下超大直径泥水盾构盾构结泥应对技术》《超大直径盾构在高水压下盾尾刷更换方法》《常压换刀操作规程》《盾构刀具管理软件开发》等核心技术。

武汉地铁集团轨道交通7号线三阳路越江隧道二级项目经理倪正茂:整个隧道分三层,其中顶层是公路层的排风道,中间一层是公路层的行车道,底部是轨道交通7号线的轨行区,同时整个隧道的两侧分布有市政的过江管廊。

中国首条公铁合建隧道全线贯通_2

隧道内部

据了解,长江底部地质结构复杂,江水的压力极大,不仅如此,地下的砂层也具有磨石性,会加大刀具的磨损。在施工初期,每天只能推进2米。随后,施工方对盾构机的刀具、参数等进行了调整和技术攻关,最终达到了每天推进15米的速度。

上海隧道工程股份有限公司三阳路越江隧道项目经理王志华:在一般的盾构掘进过程中,换刀是很少见的,但在我们这台超大直径盾构里面,换刀成为家常便饭。到现在为止,完成了四千多把刀具的更换,基本每掘进一米就要换掉一把刀。

目前,武汉轨道交通7号线已经全线“洞通”,将进入内部施工阶段,预计今年年内开通运营。据介绍,7号线一期工程建成后,预计每天承担跨长江客运量最高将达到47.3万人次,极大缓解过江桥梁道路压力。


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