濟(jì)南黃河隧道工程西線隧道順利貫通，“萬里黃河第一隧”全線貫通！
發(fā)布日期：2021-01-25 10:38:27 來源：原創(chuàng)
2021年1月23日，隨著“黃河號”盾構(gòu)機(jī)巨大刀盤破土而出，由濟(jì)南城市建設(shè)集團(tuán)投資建設(shè)、中鐵十四局集團(tuán)承建的濟(jì)南黃河隧道工程西線隧道勝利貫通。至此，“萬里黃河第一隧”，我國在建最大直徑公軌合建盾構(gòu)隧道全線貫通。按照計(jì)劃，今年10月份隧道建成通車，屆時(shí)，開車最快4分鐘、乘坐地鐵2.5分鐘可穿越黃河，比繞道濟(jì)南黃河大橋節(jié)約近一小時(shí)車程。
超大盾構(gòu)首穿地上“懸河” 創(chuàng)造同類隧道施工新記錄
濟(jì)南黃河隧道工程位于濟(jì)南城市中軸線上，南接主城區(qū)濟(jì)濼路，北連新舊動能轉(zhuǎn)換先行區(qū)。工程線路全長4760米，隧道長3890米，其中盾構(gòu)段長2519米，設(shè)計(jì)為雙管雙層，市政道路與軌道交通合建，上層為雙向六車道公路，下層為軌道交通。隧道管片外徑15.2米，是目前黃河流域最大直徑的隧道，也是目前國內(nèi)在建最大直徑的公軌合建盾構(gòu)隧道。
2019年9月開始，由濟(jì)南城市建設(shè)集團(tuán)和中鐵十四局集團(tuán)聯(lián)合打造的“黃河號”和“泰山號”兩臺超大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)先后始發(fā)掘進(jìn)，首次開啟對地上“懸河”的穿越。
每一臺盾構(gòu)機(jī)長166米，總重4000噸，裝機(jī)總功率8688千瓦，最大推力199504千牛。刀盤開挖直徑15.76米，相當(dāng)于5層樓高，刀盤主驅(qū)動的核心有14個(gè)變頻電機(jī)，總功率4900千瓦。隧道最低點(diǎn)位于河床下54米，最大水土壓力6.5巴（相當(dāng)于一個(gè)人手掌大小的面積上承受兩個(gè)成年男子的重量）。
項(xiàng)目提出了雙道防淹門解決方案，以實(shí)現(xiàn)全方位有效封堵，保護(hù)城市安全。為拓展城市空間，濟(jì)南黃河隧道設(shè)計(jì)為城市市政道路和軌道交通合建方案，實(shí)現(xiàn)隧道空間最大利用率。“萬里黃河第一隧”設(shè)計(jì)為雙管雙層公軌合建盾構(gòu)隧道，上層為公路雙向6車道，下層為軌道交通以及排煙通道、管廊和逃生通道，實(shí)現(xiàn)一次穿越黃河的利用率最大化，極大降低了對環(huán)境的影響。
濟(jì)南黃河隧道工程內(nèi)設(shè)置了消火栓、水噴霧、滅火器、廣播、緊急電話、視頻監(jiān)控、設(shè)備監(jiān)控等完備的防災(zāi)救援設(shè)施，通過中央計(jì)算機(jī)形成有機(jī)系統(tǒng)，如遇突發(fā)狀況，可實(shí)現(xiàn)上層道路6分鐘完成疏散，下層地鐵區(qū)間30分鐘完成疏散。
經(jīng)過設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理單位和數(shù)千名員工的艱苦努力，東線隧道于2020年10月30日率先貫通，西線隧道隨后貫通。根據(jù)有效掘進(jìn)時(shí)間統(tǒng)計(jì)，平均每天平穩(wěn)掘進(jìn)10.8米，創(chuàng)造了同類隧道施工的最新記錄。
連克復(fù)合地層多重“夾擊”
在濟(jì)南黃河隧道掘進(jìn)中，大斷面、長距離、淺覆土、深基坑、高水壓，這五項(xiàng)技術(shù)難題先后被建設(shè)者一一攻克。
最大的難題是鈣質(zhì)結(jié)核和粉質(zhì)黏土不規(guī)則分布，甚至是交叉出現(xiàn)，造成了盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)中刀齒崩斷、卡泵、滯排、廢漿量大等。掘進(jìn)中遇到的巖石強(qiáng)度普遍達(dá)到45兆帕，最大為90兆帕，相當(dāng)于高鐵橋墩鋼筋混凝土強(qiáng)度的兩倍還多。最困難的一次26個(gè)小時(shí)只掘進(jìn)了2米，取出58塊堅(jiān)硬的巖石。
大塊鈣質(zhì)結(jié)核堵塞格柵，造成了泥水循環(huán)系統(tǒng)排漿困難，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致停機(jī)、管道被磨穿等問題。項(xiàng)目充分發(fā)揮在水下大盾構(gòu)施工領(lǐng)域核心技術(shù)優(yōu)勢，工程技術(shù)人員在盾構(gòu)機(jī)上設(shè)計(jì)加裝了采石箱，改用新型成型管道，將進(jìn)、出槳管道倒換使用，提前在易磨管道位置焊接鋼板加厚“補(bǔ)丁”，來應(yīng)對堅(jiān)硬巖石的碰撞。
東線隧道遇到的鈣質(zhì)結(jié)核“密集區(qū)”有一公里的區(qū)間，以工匠智慧攻克了道道難關(guān)，這些成果緊接著運(yùn)用于西線隧道，避免了另一條隧道施工中重走“彎路”，大大提高了施工效率。
建成超大盾構(gòu)最先進(jìn)生產(chǎn)線
在濟(jì)南黃河隧道工程施工現(xiàn)場，除了最智能最先進(jìn)的盾構(gòu)機(jī)，還處處可以感受到大數(shù)據(jù)、BIM、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息技術(shù)等對這一超級工程的強(qiáng)大支撐。
工程技術(shù)人員改造優(yōu)化了世界最先進(jìn)超大直徑盾構(gòu)機(jī)，成功克服了施工中遇到的大粒徑鈣質(zhì)結(jié)核、高黏性地層等問題，實(shí)現(xiàn)了盾構(gòu)管片和箱涵的高精度預(yù)制和拼裝，開展了“超大直徑泥水盾構(gòu)廢棄泥漿環(huán)保處理及資源化關(guān)鍵技術(shù)”、“高粘粒地層超大直徑泥水盾構(gòu)防結(jié)泥餅技術(shù)”等12項(xiàng)科研課題攻關(guān)，形成了一整套針對黃河隧道地層特點(diǎn)的施工關(guān)鍵技術(shù)，已在中文核心期刊發(fā)表論文7篇，申請專利35項(xiàng)，其中實(shí)用專利16項(xiàng)，進(jìn)一步提升了我國超大盾構(gòu)的建造能力和技術(shù)水平。
建設(shè)了國內(nèi)第一條15米以上管片智能化自動化生產(chǎn)線，所有管片和箱涵實(shí)現(xiàn)了預(yù)制生產(chǎn)全過程監(jiān)控、二維碼“身份”信息驗(yàn)證、質(zhì)量終身可追溯，保證了產(chǎn)品質(zhì)量。研發(fā)了管片抹面機(jī)器人、管片3D智能檢測系統(tǒng)，通過設(shè)備維保“領(lǐng)值系統(tǒng)”加強(qiáng)盾構(gòu)機(jī)定期維保養(yǎng)護(hù)，設(shè)備優(yōu)良率保持在96%以上，確保了施工安全。
在國內(nèi)首次采用超大π型箱涵同步安裝工藝，研制了新型模板臺車，液壓收模、電動行走，集預(yù)制、吊裝、運(yùn)輸、安裝等為一體，操作方便，節(jié)省人工，提高功效，降低了對盾構(gòu)施工運(yùn)輸?shù)母蓴_和影響。
工程臨近一級水源地鵲山水庫，項(xiàng)目部按照“標(biāo)準(zhǔn)高、形象好、工廠化”的總體思路堅(jiān)持生態(tài)優(yōu)先，科學(xué)綠色施工，泥漿重復(fù)循環(huán)使用，做到了零排放。
通訊員：丁寧 劉福昌 丁翔（黃河隧道項(xiàng)目部）
編輯：張虹悅
