來源:魯網
2018-08-22 09:15:08
魯網8月22日訊(山東商報記者 白鑫怡)對于盾構施工,隨著地鐵R1線、黃河隧道等開建,濟南市民并不陌生。盾構機就如同一條鋼鐵長龍,從地下走過一輪,一個地下管洞就形成了。大約一年多之前,大盾構機“卓越號”從長江南岸蘇州駛入江底,歷經400個日夜,終于在江北南通面世。至此,我國首條特高壓穿越長江綜合管廊隧道貫通。記者了解到,這個綜合管廊工程可以說是山東制造,與備受矚目的濟南黃河隧道屬同一個施工單位建造。
21日上午,“卓越號”盾構機貫通長江(施工方供圖)
技術人員在隧道內遙控操作盾構機拼裝管片(施工方供圖)
起于蘇州,止于南通
月均掘進417米,14個月貫通
8月21日9時許,記者在南通航母主題公園西南200米處看到,隨著直徑12.07米的“卓越號”盾構機刀盤破土而出,這條潛在長江深處的“蛟龍”在匍匐前行近400個日夜后,終于凱旋面世。這標志著,我國首條特高壓穿越長江綜合管廊隧道貫通。記者了解到,淮南-南京-上海1000千伏交流特高壓輸變電工程是國務院大氣污染治理十二個重點通道之一,而蘇通GIL綜合管廊工程是其關鍵控制性工程。
“從全球來看,這都是第一次將大直徑盾構隧道應用于電力管廊工程,是目前世界上電壓等級最高、輸送容量最大、技術水平最先進的超長距離GIL創新工程,也是長江上首條包含了電力、通信、有線電視等市政管線的綜合管廊。”中鐵十四局施工負責人陳鵬告訴記者,蘇通GIL綜合管廊又被稱為“萬里長江第一廊”,它起于長江南岸的蘇州引接站,止于長江北岸的南通引接站,全長5468.5米。自盾構機始發以來,日均掘進14.12米,月均417米,用時14個月貫通。
“施工最深在長江水下78.4米,最大水土壓力達到9.8倍大氣壓力,相當于一個手指甲承受近20斤的重量,是目前國內埋深最深、水壓力最高的盾構隧道。”據陳鵬介紹,該隧道掘進過程中,不僅水下地質條件復雜,而且富含有害氣體。同時,具有高透水、高密實度、高磨耗等施工難點:“它創造了電力工程建設和隧道盾構施工史上的多項世界第一。”
江底含甲烷等易燃氣體
國內首對盾構機進行防爆設計
眾所周知,長江大堤是長江兩岸人民財產、生命的“保障線”。而蘇通GIL綜合管廊需兩次平穩穿越長江大堤,沉降控制要求極高。并且,在盾構施工領域,機器上方的覆土厚度理論上一般不能低于盾構直徑的1倍,否則極易發生冒頂、沉降、坍塌等巨大風險。而“卓越號”盾構機直徑為12.07米,本身就比常規盾構工程施工難度大。江中沖槽段,覆土厚度參差不齊,水土壓力瞬息萬變,盾構機的參數需時刻調整,施工風險極高。
“工程勘測在0米至1800米處均發現存在有害氣體甲烷等。在江底隧道密閉環境下,當甲烷氣體達到一定濃度,遇到掘進時產生的高溫或者是明火,都會存在燃爆的風險。”據介紹,為了能夠長距離安全穿越有害氣體地層,“卓越號”盾構機在設計時就采取了防爆的措施。比如盾構機頭部用電的原件都采用防爆原件,傳感器改用壓力式的不用電力式的。而施工現場的變壓器、電纜、照明等也都采用了防爆的設計。
“施工過程中對有害氣體進行實時監測,并且作了通風措施。在地面上有兩臺風機,每小時能夠輸送7000多方新鮮空氣,同時把污濁空氣以及有害氣體輸送出來。而運輸車輛也使用新能源電瓶車,不會有明火發生。就連工人的工作服都是防靜電材質的。” 項目工程師告訴記者,這是國內首次對盾構機進行防爆專項設計。
萬里長江第一廊屬山東制造
將助力濟南黃河隧道項目
記者了解到,蘇通GIL綜合管廊工程由國家電網投資、鐵四院設計,而負責施工的則是總部位于山東濟南的中鐵十四局。近年來,超大直徑盾構施工技術一直是中鐵十四局集團著力打造的核心競爭力,在國內超大直徑和水下盾構隧道工程領域占據有力地位。蘇通GIL綜合管廊工程已是他們繼南京長江隧道、南京地鐵十號線、武漢地鐵8號線長江隧道之后,第四次成功穿越長江。
值得一提的是,備受矚目、萬眾期待的北跨黃河“三橋一隧”中,重要的一條隧道——濟南黃河隧道也同為中鐵十四局集團大盾構工程有限公司承建。因此,蘇通GIL綜合管廊工程也將為濟南黃河隧道項目提供技術、理念、人才等。“蘇通長江隧道和濟南黃河隧道工程特點差不多,都需要穿越兩岸大堤和大面積水域。施工人員在穿長江隧道工程上積累了豐富的經驗,將助力濟南黃河隧道工程少走彎路。”中鐵十四局大盾構公司工會主席孫鋒說。
“濟南黃河隧道工程的技術人員和核心管理人員都來自蘇通長江隧道項目部,包括原總工白坤等人。下一步,公司將集中力量,從技術團隊、管理人才、物料配備等各方面發力,組織好濟南黃河隧道工程建設。”孫峰告訴記者,蘇通GIL綜合管廊項目共研發了盾構刮刀磨損在線實時監測、箱涵通風、防爆設計等9項發明專利、8項實用專利等,為水下大直徑盾構隧道施工積累了寶貴經驗,這些經驗也將適時應用到濟南黃河隧道項目中。
展望
黃河隧道第一臺盾構機
計劃明年5月始發
每個項目又有每個項目各自需攻克的難點。據了解,就客觀環境來看,長江中地質條件復雜,具有高透水性,密實砂層高密實度、高石英含量高達70%以上,對刀具的磨損會非常嚴重。穿越這種高磨耗地層要在江底進行刀具的更換,也是一個高風險的過程。而黃河隧道則主要穿越粉土、粉質黏土、黏土、中砂等地層。黏土一粘,刀盤就轉不動,如果加大馬力硬往前推,刀盤的溫度就會迅速升高,有可能會達到200多度使黏土就“熱”成磚,所以每行一步都要謹小慎微。
“那么就要不停地去清理渣土,我感覺這就是它最大的一個風險。而且黃河隧道的直徑更大,為15.74米,直徑越大施工也就更難把握。但在功能上來看,蘇通GIL綜合管廊是要通電,而濟南黃河隧道是要通車,對盾構機的選擇也有所不同,兩個項目無法判斷誰的難度更大,但都將按照行業標桿來建設。”中鐵十四局濟南黃河隧道項目相關負責人介紹,濟南黃河隧道工程是萬里黃河上在建的直徑最大的盾構隧道工程,是黃河上第一條公鐵合建的盾構隧道。
記者了解到,濟南黃河隧道項目將采用2臺直徑15.74米、長150米的大盾構機,按照施工安排,第一臺盾構機2019年5月中旬始發,第二臺于2019年8月初始發。使用的盾構機刀盤靠22個油缸提供反推力掘進,每分鐘掘進一厘米,2.5小時掘進一米,每走一米需要切400多方土,每天掘進8米左右。按照計劃,整個工程將在2021年10月調試、驗收、通車。
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