10年设计11座长江大盾构隧道
铁四院编织地下越江网
  时间:2019-01-02  点击量:   
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12月28日,武汉长江公路隧道迎来通车10周年。10年前的今天,这座“万里长江第一隧” 不但让武汉过江交通迎来了“江上架桥、水面行船、江底通隧”的“三维”时代,也让国人实现了“隧穿长江”的梦想。作为总体设计单位,铁四院联合建设、施工单位一起,证明了中国人有能力在长江57米深处,攻克高水压、强透水、超浅埋等水底盾构掘进世界级难题,一次性成功穿越长江江底2500米。

两江交汇的武汉,很多市民每天都要穿江而行。已成为武汉地标的“万里长江第一隧”,绵延于每一个武汉人心里,为过江的人服务,日复一日年复一年。10年里,约2亿辆车从万里长江第一隧通过。

近年来,随着地铁建设的推进,武汉又兴建了多条地铁过江隧道,从万里长江第一条地铁隧道——2号线过江隧道,到越江区间跨越江面的宽度更宽、隧道埋深更深、地质情况更复杂的4号线,从目前国内最大直径单洞双线地铁隧道——8号线过江隧道,到世界上首座公铁合建的盾构法隧道——7号线三阳路过江隧道,一条条隧道穿越长江天堑,连起南北两岸居民。

用10年时间,武汉实现了公路和地铁越江隧道的跨越式发展,一张看不见的地下穿江网络已形成;而铁四院,则在这10年实现了“水下称王”,建立起了长江隧道“朋友圈”,储备了以中国勘察设计大师肖明清领头的水下隧道“人才库”。

从不适合修水下隧道的声音,到14座大盾构隧道穿越长江

1998年,作为在长江第一次修建的隧道,武汉长江隧道项目筹备正式启动时,各方顾虑一直不断。武汉工程地质非常复杂,有些专家认为武汉不适合修建过江隧道。但通过四院人的努力,2004年“万里长江第一隧”——武汉长江隧道开工,4年后通车。由此揭开了长江隧道的设计大幕。

“它的建成,最大的意义在于打破了人们思想上的禁锢。”肖明清说,“施工期间,一些地方来考察后,惊叹之余顿觉豁然开朗:长江下面都可以修隧道,其他类似工程能有多难?”

以“万里长江第一隧”为起点,一年半时间内,我国长江中下游3大越江隧道——武汉长江隧道、上海长江隧道、南京长江隧道相继建成通车。而就在不久前的12月26日,铁四院设计的南京长江第五大桥夹江隧道盾构“新时代号”始发,这是我国目前直径最大的公路盾构隧道。至此,万里长江上建成和在建的大型隧道已达14座,这其中,铁四院设计的就有11座。

长江隧道的建设不仅收获了高品质的隧道实体,也带动了水下隧道设计、施工队伍的成长。科技人员在水下隧道领域不断“破题”,研发实力在关键技术的攻关中逐步成长,自主创新比重进一步扩大。以年均建成通车一条水下隧道的速度,铁四院逐渐成为国内设计水下隧道最多、拥有施工工法最多的设计院。

从公路到地铁,从单线到双线,隧道结构发生重大变化

有了公路长江隧道,四院人开始研究地铁过江。

铁四院城地院副总工程师孙文昊说,武汉地铁2号线长江隧道于2009年开工,2012年底开通,是国内地铁长江第一隧,取得了地铁越江隧道的重大突破。

到了2017年,地铁8号线长江隧道也建成。8号线越江隧道创新采用单洞双线的设计,可以容纳两列列车同时通过,成为我国最大直径的地铁隧道。

仅仅一年过后,武汉地铁7号线控制性工程三阳路过长江隧道——即武汉公铁长江隧道建成通车。

三阳路公铁越江隧道,总长4.66公里,是世界上首条已建成的公铁合建盾构隧道,曾走进央视《超级工程Ⅱ》纪录片,被誉为“世界级越江隧道”。

世界级的工程也对应着世界级的难度:总重量达到4400吨左右的盾构机,全长达到了创纪录的167米;隧道断面达到195平方米,是国内首条穿越长江地铁——武汉地铁2号线的6倍多;隧道挖掘出来的土方约有100万立方米,出土量相当于建造一座上海金茂大厦的建筑体量;1360米长的“泥岩+砾岩”复合地质让盾构机举步维艰,最慢时掘进速度仅为每天1环,长度只有2米。特别是在长约1360米的地下范围内,同时分布着强度极高的砾岩和黏性极大的泥岩,两者如同“钻石层”和“年糕团”。

经过建设单位、设计、施工等单位的齐心协力,今年4月20日,三阳路长江公铁隧道右线盾构成功攻克了“粘糕层”和“钻石层”交错的不良地层,实现胜利接收。

三阳路隧道公铁合建方式,一次性完成公路和地铁建设,大大节约单独建桥或建隧的成本,为集约利用过江通道资源和城市地下空间提供了一个新思路。该项目的建设,进一步巩固了铁四院在水下隧道设计领域的领先地位。在其示范效应下,目前铁四院设计的首条穿越黄河的济南黄河隧道也采用了公铁合建方案。

中国工程院院士钱七虎说,“19世纪是桥的世纪,20世纪是高层建筑的世纪,进入21世纪,为了节约能源、保护环境,人类必须大量利用地下空间,因此,21世纪对人类来说是地下空间的世纪”。

水下隧道建设技术被称为地下空间开发结构工程技术的关键技术。“长江上第一个吃螃蟹”,铁四院勇向潮头立,敢为天下先,在多项世界首创长江隧道的工程实践中不断“破题”,用春潮写下风采 ,用惊涛铸就气概。

 

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