來源:齊魯網
2018-12-01 22:33:12
齊魯網12月1日訊 黃河,綿延五千里,奔流入海。它是中華母親河,也是世界上含沙量最多的河流。泥沙奔騰,險象環生,讓跨河猶如翻越天塹。
“小時候都是走浮橋,那個時候還不是水泥路,走起來顛顛簸簸,如果能有一條隧道從黃河底穿過去就好了。”
王超,和所有黃河邊長大的孩子一樣,從小便有一個穿越黃河的夢想。二十多年后的今天,他以一名土木工程師的身份再次站在黃河邊,這一次,夢想觸手可及。
2017年12月1日,一項超級工程在山東濟南天橋區的黃河岸邊悄然拉開序幕。中鐵十四局的建設者們要在這里修建“萬里黃河第一隧”——濟南黃河隧道。
“我現在主要負責的是北岸土建方面的工作,它的寬度是50米,深度是31.2米,一個超深基坑。”濟南黃河隧道項目工程部部長王超說。
按照設計,隧道南起濼口南路,北至鵲山水庫,順接309國道,總長4.76公里。盾構段隧道以公軌合建,上層為市政道路,下層為濟南軌道交通預留空間。王超負責建設的超深基坑,正是這項超級工程的起點項目,但這第一步邁得并不容易。
王超告訴記者,“它最上面有個4到5米的回填的雜土層,我們這邊挖出來之后地連墻塌孔塌得也比較厲害。”
因為黃河岸邊松軟復雜的地質結構,剛挖好的基坑撐不到一天就要變形。其實不光基坑建設受到影響,這也將是一個貫穿整個工程的關鍵性問題。
“包括黃河兩岸沒有類似的施工經驗。我們上面有粉質粘土層,有沙層,粉質粘土層,就容易在地連墻施工過程中容易塌庫。”杜昌言說。
王超的恩師杜昌言,也是這次穿黃行動的總工程師,在反復測量施工地區地質結構后給出了行動方案,在基坑鋪設“龍骨”。
王超說,南端頭的溝鉆井一共設計了七道支撐,現在為了保證基坑安全,設計院要求要在下面再加一道混凝土支撐。
把基坑建設得如此牢固,是因為它需要承載的是一個龐然大物——超大直徑盾構機。據介紹,它外徑是15.2米,盾構機的直徑達到15.76米。
盾構機是一種使用盾構法的隧道挖掘機,在挖掘前進的同時鋪設隧道的支撐性管片,筑起隧道之“盾”,這也是當今世界最先進的隧道構筑技術。但是如此級別的盾構機還是第一次駛入黃河流域作業,如果它能順利展開工作,那這里也將成為中國在建最大直徑的盾構隧道。
黃河勘測規劃設計有限公司軌道院結構所副所長閻文博說:“黃河上第一條(公軌合建的隧道),穿越濟南段的地上懸河,設計難度很大。一個是盾構穿越對堤防的影響,第二就是黃河南岸道路很窄,在60米的道路上修建盾構接受井,對兩岸的房屋會不會產生沉降。”
杜昌言告訴記者,整個盾構區間穿過的土層,大體上是粉質粘土居多,其中在黃河底下就出現了鈣質結合層。粉質粘土層,細顆粒含量有25微米以下的顆粒含量占到了45%。黏性顆粒含量高盾構掘進過程中,刀盤容易結成泥餅。燒成磚似的很硬的東西,這樣就沒法往前掘進,中間有可能要換刀盤刀具。
傳統的盾構機已經不足以應對黃河底復雜的土層,設計團隊把盾構機的生產廠家也請到了現場,實地對盾構機進行了改造升級。
閻文博介紹說,“通過從刀盤四周向中心沖刷,增大水的壓力,通過高壓水槍洗這個刀盤,并且我們有一個報警系統,通過溫控,會知道在哪個地方結泥餅,然后針對那個地方進行沖刷。”
至此這臺巨型盾構機終于可以潛入黃河,按照工作原理,它在挖掘的同時要鋪設支撐性管片,這些管片也將針對黃河底層特點量身定做,來承受巨大的壓力。杜昌言介紹,最大壓力是6.5帕,相當于65米高的水柱。
為了保證進度、減少運輸環節可能造成的不穩定因素,施工團隊直接在基坑旁搭建了一條全新的管片生產線。
中鐵十四局集團濟南黃河隧道項目三分部總工程師胡云發介紹說:“自己研發了一個信息化的系統,這個系統集原材料,質量控制這些參數,將數據進行采集,放置一個芯片中,作為管片的終生的身份證,達到質量可追溯的條件。我們預計要生產2538環管片,總共是25380塊。設計產量是每天75塊,目前我們國內的管片的生產水平,在一定程度上,超過了國外的一些技術水平。”
至此,這條跨河隧道所需的所有支撐項目,都已進入有序工作階段。按照計劃,這條萬里黃河第一隧,將在2021年完工通車。屆時濟南黃河隧道和三條黃河大橋,將構筑起黃河兩岸同城立體交通網。這是一次由中國人設計、完全依靠自主研發技術的超級穿越工程,它不僅開啟了黃河天塹由水上跨越到水下穿越的新時代,更是標志著我國的隧道建設技術已經躋身世界一流水平。
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