日前,鐵四院設(shè)計的江陰靖江長江隧道成功實現(xiàn)世界首例高水壓強(qiáng)滲透盾構(gòu)隧道地中對接,標(biāo)志著這一國內(nèi)最高水壓越江盾構(gòu)隧道的最后關(guān)鍵節(jié)點順利完成,為工程按期通車奠定堅實基礎(chǔ),填補(bǔ)了大直徑盾構(gòu)在復(fù)雜地層對接的技術(shù)空白。
作為連接江陰與靖江的重要交通樞紐,江陰靖江長江隧道按高速公路雙向六車道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),設(shè)計時速80公里,隧道總長約6.45公里,其中核心的盾構(gòu)段長4.95公里,采用雙洞單層結(jié)構(gòu),盾構(gòu)隧道管片外徑達(dá)15.5米
此次對接點位于長江主航道正下方,距離江南岸邊約503米,隧頂至長江水面約54米,盾構(gòu)底部最大水壓超70米,且停機(jī)位置處于0.5%緩坡向2.88%大縱坡的過渡地段。隧道主要穿越粉細(xì)砂、中粗砂地層,具有強(qiáng)透水性,盾構(gòu)對接密封性、穩(wěn)定性迎來極大考驗。
強(qiáng)透水軟土地層中的盾構(gòu)地中對接,此前在全球范圍內(nèi)無成熟經(jīng)驗可借鑒,面臨盾尾密封與止退、超高水壓止水、凍脹融沉荷載、剛?cè)徇^渡結(jié)構(gòu)四大難題,在全國工程勘察設(shè)計大師、鐵四院總工程師肖明清技術(shù)領(lǐng)銜下,設(shè)計團(tuán)隊聯(lián)合施工單位、高校院所突破多項核心技術(shù),最終實現(xiàn)高質(zhì)量對接
盾尾密封
70米水壓下“滴水不漏”
針對超高水壓盾尾密封難題,肖明清創(chuàng)新研發(fā)柔性止水節(jié)點、錨栓拉結(jié)先柔后剛止水裝置等多種新型方案,最終確定主輔結(jié)合的密封體系。該體系不僅實現(xiàn)滴水不漏,還兼顧盾構(gòu)止退、縱向荷載傳遞功能。盾構(gòu)千斤頂拆除后,縱向變形僅0.3毫米,確保盾構(gòu)機(jī)與管片整體穩(wěn)定。
剛度過渡
凍脹融沉下“穩(wěn)如磐石”
為應(yīng)對2-3倍常規(guī)荷載的凍脹融沉沖擊,肖明清提出剛?cè)岵?jì)設(shè)計思路,發(fā)明凍結(jié)法地中對接段管片結(jié)構(gòu)縱向剛度過渡體系。在對接段兩側(cè)各設(shè)置42米過渡段,通過通長鋼板拉結(jié)管片內(nèi)表面、加強(qiáng)現(xiàn)澆混凝土縱向鋼筋,讓過渡段成為緩沖帶。該體系既能承受施工期上浮、凍脹、融沉荷載,又能適配運(yùn)營期縱向變形與地震荷載,避免臨時結(jié)構(gòu)浪費,同時減少對既有管片的損傷,兼顧安全性與經(jīng)濟(jì)性。
精準(zhǔn)對接
三階段控制實現(xiàn)“零偏差”
為達(dá)成地中對接的高精度要求,團(tuán)隊創(chuàng)新采用三階段逐級調(diào)節(jié)方案,最終實現(xiàn)水平偏差毫米、垂直偏差毫米的超高精度對接。
項目實施期間,錢七虎院士領(lǐng)銜的專家團(tuán)隊多次進(jìn)行技術(shù)指導(dǎo),西南交通大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、深圳大學(xué)、中國礦業(yè)大學(xué)(徐州)、東南大學(xué)等研究團(tuán)隊深度參與,最終形成一套適用于16米級盾構(gòu)在江中高水壓、強(qiáng)滲透砂層對接的設(shè)計技術(shù)體系,確保技術(shù)方案科學(xué)可靠。在建設(shè)單位江蘇省交通工程建設(shè)局的統(tǒng)籌組織下,各方高效協(xié)同推進(jìn)各項工作,確保項目穩(wěn)步有序推進(jìn)。
此次盾構(gòu)地中對接不僅是江陰靖江長江隧道全線貫通的關(guān)鍵一環(huán),更對全球隧道工程領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響:
填補(bǔ)國際空白:首次實現(xiàn)強(qiáng)透水砂層中兩臺超大型盾構(gòu)機(jī)安全對接,創(chuàng)新的止退、剛?cè)徇^渡結(jié)構(gòu)體系,為同類工程提供中國范本
儲備超級工程經(jīng)驗:為未來20公里以上穿江越海超長水下隧道工程奠定堅實基礎(chǔ),助力中國隧道技術(shù)走向全球。
推動技術(shù)升級:攻克高水壓強(qiáng)透水地層盾構(gòu)對接的世界級難題,推動國內(nèi)外大深度、大斷面、長距離盾構(gòu)隧道技術(shù)邁上新臺階。
江陰靖江長江隧道是“四院隧道”的又一個里程碑工程,通車后將大幅提升長江兩岸通行效率,對于服務(wù)長江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè),增強(qiáng)長江干線過江通道通行能力,促進(jìn)長三角高質(zhì)量一體化發(fā)展具有重要意義。
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