“滴水不漏”打造中国最长湖底隧道
春色旖旎的大美太湖
今年又新增了一个“网红打卡点”——太湖隧道
在长三角来往的车流中
太湖隧道凭借内设变化无穷的LED景观带
以及碧玉螺风亭点“靓”水面
成了一条自带流量的网红隧道
太湖隧道实现了与南京至常州
苏州西南绕城至上海高速公路联通
打通了沪宁间第二条高速公路通道
同时,能为灵山和拈花湾景区
增加50%的游客
也是名副其实的“旅游专线”
2021年12月30日,三航局、中咨集团承建的国内最长湖底隧道——苏锡常南部高速公路常州至无锡段太湖隧道正式通车运营,“一隧穿湖”构建起上海、南京间第二条快速通道。
太湖隧道是苏锡常南部高速的关键控制性工程,项目全长10.79公里,横断面采用折板拱两孔一管廊形式,两侧行车孔单孔净宽17.45米,净高7.25米,中间为管廊,采用堰筑法施工,从岸边向湖中逐段分仓推进,是全国在建最长湖底隧道。
四年来,中交建设者为打造“滴水不漏”百年品质工程,鏖战太湖之滨。工程对抗裂、防水要求高,施工监测和控制标准高。项目团队先后攻克了“深基坑内土体固化技术应用”等8项重大技术难题,创下全国非预应力方桩水下送桩最深的记录,工程得到了全国政协副主席、交通运输部党组书记杨传堂,中交集团首席科学家、中国工程院院士张喜刚和林鸣的高度评价,展示出了中交集团一流的履约实力,塑造了企业品牌,再次在江河湖海市场开发领域写下浓重的一笔。
水工“王牌军”的大攻坚
太湖是我国第三大淡水湖泊,主要进出河流多达50余条,长久地质演化在湖底形成了大量的淤泥质粉质粘土。“太湖水虽然不深,但水下淤泥多,这里的粘土含水量高、孔隙比大、压缩性高,并且具有触变性、流动性等特点,开挖和运输都更为困难。”三航局三公司总经理、太湖隧道项目经理陈剑介绍。修建太湖隧道无法采用盾构机开凿岩体、再逐步贯通隧道等常规隧道挖掘手段,项目团队需要寻找其他方案。
在实际考察了太湖水域的地质条件后,项目团队决定采用“堰筑法”施工。“我们的思路是在太湖里面围出一块陆地,创造出‘陆上施工’条件。”陈剑解释说。
太湖隧道的长度超过10公里,全线围堰施工会影响太湖水域通航。“分段围堰”的施工方式进入项目团队的视线。在施工生产例会上,项目团队决定将10公里长的隧道分为9个仓段,每完成一仓主体工程建设,项目团队再进行回土、回水作业,实现逐步恢复湖面的效果。通过测算,项目采取“四仓流水作业”模式,既不影响隧道建设,又能保证太湖水域的正常功能。
2020年6月,项目团队迎来了太湖隧道马山段临时大堤段回水的重要节点。该基坑深度达到20米,是太湖隧道马山段最深的基坑,坑内作业空间狭小、工序繁多,一旦处理不当必定影响隧道建设质量。
项目团队一方面采用“井点降水法”,设置50口降水井、909个井点,在基坑内进行抽排水,保持基坑干燥;另一方面,项目团队设置了一个混凝土支撑和两道钢支撑,加强支护,确保各个工序质量安全有序可控。在施工过程中,项目测量团队同时加强现场监测,在原图纸监测布控点数量的要求上,加倍设点,利用24小时自动化监测设备实时监测,充分保障基坑作业安全。
为了提高施工效率,项目团队调集了20辆智能渣土车,配合4台大型挖机进行24小时不间断施工,同时确保填土质量达到设计标准。充分的前期准备、合理的人员和设备分配保证了横向围堰土方填筑施工的顺利推进,为马山段首次回水成功打下了坚实基础。此后,太湖隧道接连迎来湖中第二仓顺利回水、水上围堰施工全部完成、陆岛通道转换等多个重大建设节点。
大工程上的大创新
“在太湖水下近20米处建隧道,做到滴水不漏靠的是我们对高品质的严苛追求。”太湖隧道主体工程完工后,项目常务副经理李宝枝向前来参观的同行们介绍。隧道光洁平滑、严丝合缝的状态让参观者赞不绝口。
隧道马山段主体浇筑混凝土约100万立方米,最深处需要下潜至太湖20米水深处。为了建设一条“滴水不漏”隧道,项目团队从科技创新入手,下足了功夫。
首先要解决的是大体积混凝土耐久性的关键问题。项目团队成立了技术攻关小组,结合科研课题研究和现场实践,提出了一整套解决炎热气候条件下混凝土裂缝、内部缺陷和提高清水混凝土观感效果的方式方法。
此外,太湖隧道的混凝土还“吃”上了冰。项目团队引进具有高新技术水平的制冰机组,以物理降温的方式降低混凝土水化热,将混凝土温度严格控制在标准范围内。在浇筑过程中,引入分布式光纤传感技术,在混凝土施工过程中预埋分布式光纤光缆,实时采集温度、振动数据控制混凝土浇筑质量,克服了大体积混凝土浇筑时间长、方量大等难题,确保隧道底板一次性浇筑成型。仅针对混凝土浇筑,项目团队目前已形成3项工法和1项发明专利,先进的科技为隧道打造了“强健体魄”。
值得一提的是,隧道还建立了以分布式光纤传感技术为基础的“智慧”系统,依托环境振动对光缆传输光波影响,检测环境振动数据,通过建模分析,实现对隧道内车辆超速、违停、堵塞、逆行、落物等交通事件自动检测、分析和报警,实现隧道内所有车辆运行数据的“可视化”运用,极大地提高了隧道交通安全管理质效。“信息化、机械化手段帮助我们升级工艺,建设更高品质的隧道工程。”李宝枝说。太湖隧道项目垂直支护段长约2.8公里,常规的支架搭设工艺周期长、安全隐患大、施工效率低,无法满足隧道建设需求。为此,项目团队专门成立科研攻关小组,“瞄”准工装设备研发,在无现成施工经验可循的情况下成功研发并应用了整体可移动支架台车、模筑台车与钢筋台车的双联动工艺、中隔墙高大模架及钢筋台车的双联动工艺,推动项目建设提质增效。
此外,项目部还建立了钢筋加工及构件预制配送中心,采用智能分拣机器人等全自动钢筋加工设备,不但降低了人工投入,还保证了工程质量。项目同时设置集现代化、智能化、信息化和机械化于一体的全封闭式混凝土供应中心,培养了一批科研人员和产业化的专业施工队伍,实现了“机械化换人,智能化减人”的最终目标。
大企业的大担当
太湖隧道项目施工水域附近,鱼类资源达15种,浮游动物、浮游植物聚集,是太湖渔民的传统养殖作业区;而项目陆域附近是以“山水氧吧”而闻名的无锡马山太湖国家旅游度假区,拥有42公里风景优美的湖岸线,森林覆盖率约70%,周边有2个5A级旅游景区。“太湖美,美就美在太湖水。水边芦苇青,水底鱼虾肥。”动情的歌声唱出了太湖之美。为了保证太湖“水美”“鱼虾肥”,守住“大美太湖”的美名,项目部在施工中坚持着“无影”“无声”“有形”的环保理念。
在项目部搭建的太湖临时码头上方,一条高约6米、总长达700多米的“V字形”空中带式输送机,成为一道“特殊”的岸边风景线。在这条光洁、全封闭的高空履带里,项目部施工所需要的砂石料等原材料不动声色地就被运送到了距离临时码头200米的混凝土供应中心里。再通过两条长约200米的皮带机,所有砂石料被精准地下料在12个料仓的指定位置。下料完成后,4台高空雾炮机不间断地喷洒水雾,把扬尘淹没在料仓里。这样的传送方式让原材料来无影、去无踪,不仅解决了运输扬尘的问题,实现了零污染,还减少了原材料陆上运送的时间成本和距离成本。
项目部对施工过程中的噪音控制一直坚持“无死角”,分区、分段、分时,精准控制施工期间的“大嗓门”。项目部采用围堰明挖法逐段施工水上作业部分,打桩均在钢护筒里进行,缩小噪音辐射面,降低施工音量;还制定了“污水零容忍”制度,“三航桩9”定期要进行设备保养维修,含油机舱水及机修污水每次都由专人集中收集后送至指定地点,不让一滴污水流入太湖,给太湖的生态环境提供“无声”的关怀。
“在江苏省交建局苏锡常南部高速公路工程建设指挥部牵头下,项目每年初开展增殖放流活动,累计放流鳊鱼、鳙鱼、鲢鱼等鱼苗42吨,螺蛳、河蚬等底栖动物20吨,为太湖注入新生力量。”三航局太湖隧道项目党支部书记杨国栋介绍。此外,项目部自发组织志愿者清除太湖水域及周边社区的白色垃圾,最大限度降低施工对当地生态环境和渔业资源的影响。
太湖隧道通车后,苏锡常南部高速公路将实现与苏、锡、常三市的高速公路环线直接沟通,有助于提升沪宁通道作为国家综合运输大通道的功能,成为拉动长三角经济发展的新引擎。
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