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山东制造!“万里长江第一廊”贯通

2018-8-22 10:17:11 来源:山东商报

        对于盾构施工,随着地铁R1线、黄河隧道等开建,济南市民并不陌生。盾构机就如同一条钢铁长龙,从地下走过一轮,一个地下管洞就形成了。大约一年多之前,大盾构机“卓越号”从长江南岸苏州驶入江底,历经400个日夜,终于在江北南通面世。至此,我国首条特高压穿越长江综合管廊隧道贯通。记者了解到,这个综合管廊工程可以说是山东制造,与备受瞩目的济南黄河隧道属同一个施工单位建造。 记者白鑫怡

 

21日上午,“卓越号”盾构机贯通长江(施工方供图)

技术人员在隧道内遥控操作盾构机拼装管片(施工方供图)



 

  起于苏州,止于南通 月均掘进417米,14个月贯通
  

 

  8月21日9时许,记者在南通航母主题公园西南200米处看到,随着直径12.07米的“卓越号”盾构机刀盘破土而出,这条潜在长江深处的“蛟龙”在匍匐前行近400个日夜后,终于凯旋面世。这标志着,我国首条特高压穿越长江综合管廊隧道贯通。记者了解到,淮南-南京-上海1000千伏交流特高压输变电工程是国务院大气污染治理十二个重点通道之一,而苏通GIL综合管廊工程是其关键控制性工程。

 

  “从全球来看,这都是第一次将大直径盾构隧道应用于电力管廊工程,是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、技术水平最先进的超长距离GIL创新工程,也是长江上首条包含了电力、通信、有线电视等市政管线的综合管廊。”中铁十四局施工负责人陈鹏告诉记者,苏通GIL综合管廊又被称为“万里长江第一廊”,它起于长江南岸的苏州引接站,止于长江北岸的南通引接站,全长5468.5米。自盾构机始发以来,日均掘进14.12米,月均417米,用时14个月贯通。

 

  “施工最深在长江水下78.4米,最大水土压力达到9.8倍大气压力,相当于一个手指甲承受近20斤的重量,是目前国内埋深最深、水压力最高的盾构隧道。”据陈鹏介绍,该隧道掘进过程中,不仅水下地质条件复杂,而且富含有害气体。同时,具有高透水、高密实度、高磨耗等施工难点:“它创造了电力工程建设和隧道盾构施工史上的多项世界第一。”

 

  江底含甲烷等易燃气体 国内首对盾构机进行防爆设计
  

 

  众所周知,长江大堤是长江两岸人民财产、生命的“保障线”。而苏通GIL综合管廊需两次平稳穿越长江大堤,沉降控制要求极高。并且,在盾构施工领域,机器上方的覆土厚度理论上一般不能低于盾构直径的1倍,否则极易发生冒顶、沉降、坍塌等巨大风险。而“卓越号”盾构机直径为12.07米,本身就比常规盾构工程施工难度大。江中冲槽段,覆土厚度参差不齐,水土压力瞬息万变,盾构机的参数需时刻调整,施工风险极高。

 

  “工程勘测在0米至1800米处均发现存在有害气体甲烷等。在江底隧道密闭环境下,当甲烷气体达到一定浓度,遇到掘进时产生的高温或者是明火,都会存在燃爆的风险。”据介绍,为了能够长距离安全穿越有害气体地层,“卓越号”盾构机在设计时就采取了防爆的措施。比如盾构机头部用电的原件都采用防爆原件,传感器改用压力式的不用电力式的。而施工现场的变压器、电缆、照明等也都采用了防爆的设计。

 

  “施工过程中对有害气体进行实时监测,并且作了通风措施。在地面上有两台风机,每小时能够输送7000多方新鲜空气,同时把污浊空气以及有害气体输送出来。而运输车辆也使用新能源电瓶车,不会有明火发生。就连工人的工作服都是防静电材质的。”项目工程师告诉记者,这是国内首次对盾构机进行防爆专项设计。

 

  万里长江第一廊属山东制造 将助力济南黄河隧道项目
  

 

  记者了解到,苏通GIL综合管廊工程由国家电网投资、铁四院设计,而负责施工的则是总部位于山东济南的中铁十四局。近年来,超大直径盾构施工技术一直是中铁十四局集团着力打造的核心竞争力,在国内超大直径和水下盾构隧道工程领域占据有力地位。苏通GIL综合管廊工程已是他们继南京长江隧道、南京地铁十号线、武汉地铁8号线长江隧道之后,第四次成功穿越长江。

 

  值得一提的是,备受瞩目、万众期待的北跨黄河“三桥一隧”中,重要的一条隧道——济南黄河隧道也同为中铁十四局集团大盾构工程有限公司承建。因此,苏通GIL综合管廊工程也将为济南黄河隧道项目提供技术、理念、人才等。“苏通长江隧道和济南黄河隧道工程特点差不多,都需要穿越两岸大堤和大面积水域。施工人员在穿长江隧道工程上积累了丰富的经验,将助力济南黄河隧道工程少走弯路。”中铁十四局大盾构公司工会主席孙锋说。

 

  “济南黄河隧道工程的技术人员和核心管理人员都来自苏通长江隧道项目部,包括原总工白坤等人。下一步,公司将集中力量,从技术团队、管理人才、物料配备等各方面发力,组织好济南黄河隧道工程建设。”孙峰告诉记者,苏通GIL综合管廊项目共研发了盾构刮刀磨损在线实时监测、箱涵通风、防爆设计等9项发明专利、8项实用专利等,为水下大直径盾构隧道施工积累了宝贵经验,这些经验也将适时应用到济南黄河隧道项目中。

 


  展望

 

  黄河隧道第一台盾构机计划明年5月始发
  

 

  每个项目又有每个项目各自需攻克的难点。据了解,就客观环境来看,长江中地质条件复杂,具有高透水性,密实砂层高密实度、高石英含量高达70%以上,对刀具的磨损会非常严重。穿越这种高磨耗地层要在江底进行刀具的更换,也是一个高风险的过程。而黄河隧道则主要穿越粉土、粉质黏土、黏土、中砂等地层。黏土一粘,刀盘就转不动,如果加大马力硬往前推,刀盘的温度就会迅速升高,有可能会达到200多度使黏土就“热”成砖,所以每行一步都要谨小慎微。

 

  “那么就要不停地去清理渣土,我感觉这就是它最大的一个风险。而且黄河隧道的直径更大,为15.74米,直径越大施工也就更难把握。但在功能上来看,苏通GIL综合管廊是要通电,而济南黄河隧道是要通车,对盾构机的选择也有所不同,两个项目无法判断谁的难度更大,但都将按照行业标杆来建设。”中铁十四局济南黄河隧道项目相关负责人介绍,济南黄河隧道工程是万里黄河上在建的直径最大的盾构隧道工程,是黄河上第一条公铁合建的盾构隧道。

 

  记者了解到,济南黄河隧道项目将采用2台直径15.74米、长150米的大盾构机,按照施工安排,第一台盾构机2019年5月中旬始发,第二台于2019年8月初始发。使用的盾构机刀盘靠22个油缸提供反推力掘进,每分钟掘进一厘米,2.5小时掘进一米,每走一米需要切400多方土,每天掘进8米左右。按照计划,整个工程将在2021年10月调试、验收、通车。