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濟南黃河隧道工程西線隧道順利貫通,“萬里黃河第一隧”全線貫通!

發布日期:2021-01-25 10:38:27     來源:原創


       2021年1月23日,隨著“黃河號”盾構機巨大刀盤破土而出,由濟南城市建設集團投資建設、中鐵十四局集團承建的濟南黃河隧道工程西線隧道勝利貫通。至此,“萬里黃河第一隧”,我國在建最大直徑公軌合建盾構隧道全線貫通。按照計劃,今年10月份隧道建成通車,屆時,開車最快4分鐘、乘坐地鐵2.5分鐘可穿越黃河,比繞道濟南黃河大橋節約近一小時車程。
 
 
    超大盾構首穿地上“懸河”   創造同類隧道施工新記錄
 
       濟南黃河隧道工程位于濟南城市中軸線上,南接主城區濟濼路,北連新舊動能轉換先行區。工程線路全長4760米,隧道長3890米,其中盾構段長2519米,設計為雙管雙層,市政道路與軌道交通合建,上層為雙向六車道公路,下層為軌道交通。隧道管片外徑15.2米,是目前黃河流域最大直徑的隧道,也是目前國內在建最大直徑的公軌合建盾構隧道。
 
 
       2019年9月開始,由濟南城市建設集團和中鐵十四局集團聯合打造的“黃河號”和“泰山號”兩臺超大直徑泥水平衡盾構機先后始發掘進,首次開啟對地上“懸河”的穿越。
 
       每一臺盾構機長166米,總重4000噸,裝機總功率8688千瓦,最大推力199504千牛。刀盤開挖直徑15.76米,相當于5層樓高,刀盤主驅動的核心有14個變頻電機,總功率4900千瓦。隧道最低點位于河床下54米,最大水土壓力6.5巴(相當于一個人手掌大小的面積上承受兩個成年男子的重量)。
 
       項目提出了雙道防淹門解決方案,以實現全方位有效封堵,保護城市安全。為拓展城市空間,濟南黃河隧道設計為城市市政道路和軌道交通合建方案,實現隧道空間最大利用率。“萬里黃河第一隧”設計為雙管雙層公軌合建盾構隧道,上層為公路雙向6車道,下層為軌道交通以及排煙通道、管廊和逃生通道,實現一次穿越黃河的利用率最大化,極大降低了對環境的影響。
 
       濟南黃河隧道工程內設置了消火栓、水噴霧、滅火器、廣播、緊急電話、視頻監控、設備監控等完備的防災救援設施,通過中央計算機形成有機系統,如遇突發狀況,可實現上層道路6分鐘完成疏散,下層地鐵區間30分鐘完成疏散。
 
       經過設計、施工、監理單位和數千名員工的艱苦努力,東線隧道于2020年10月30日率先貫通,西線隧道隨后貫通。根據有效掘進時間統計,平均每天平穩掘進10.8米,創造了同類隧道施工的最新記錄。
 
 
    連克復合地層多重“夾擊”
 
       在濟南黃河隧道掘進中,大斷面、長距離、淺覆土、深基坑、高水壓,這五項技術難題先后被建設者一一攻克。
 
 
       最大的難題是鈣質結核和粉質黏土不規則分布,甚至是交叉出現,造成了盾構機在掘進中刀齒崩斷、卡泵、滯排、廢漿量大等。掘進中遇到的巖石強度普遍達到45兆帕,最大為90兆帕,相當于高鐵橋墩鋼筋混凝土強度的兩倍還多。最困難的一次26個小時只掘進了2米,取出58塊堅硬的巖石。
 
       大塊鈣質結核堵塞格柵,造成了泥水循環系統排漿困難,嚴重時導致停機、管道被磨穿等問題。項目充分發揮在水下大盾構施工領域核心技術優勢,工程技術人員在盾構機上設計加裝了采石箱,改用新型成型管道,將進、出槳管道倒換使用,提前在易磨管道位置焊接鋼板加厚“補丁”,來應對堅硬巖石的碰撞。
 
       東線隧道遇到的鈣質結核“密集區”有一公里的區間,以工匠智慧攻克了道道難關,這些成果緊接著運用于西線隧道,避免了另一條隧道施工中重走“彎路”,大大提高了施工效率。
 
 
    建成超大盾構最先進生產線
 
       在濟南黃河隧道工程施工現場,除了最智能最先進的盾構機,還處處可以感受到大數據、BIM、物聯網技術、信息技術等對這一超級工程的強大支撐。
 
 
       工程技術人員改造優化了世界最先進超大直徑盾構機,成功克服了施工中遇到的大粒徑鈣質結核、高黏性地層等問題,實現了盾構管片和箱涵的高精度預制和拼裝,開展了“超大直徑泥水盾構廢棄泥漿環保處理及資源化關鍵技術”、“高粘粒地層超大直徑泥水盾構防結泥餅技術”等12項科研課題攻關,形成了一整套針對黃河隧道地層特點的施工關鍵技術,已在中文核心期刊發表論文7篇,申請專利35項,其中實用專利16項,進一步提升了我國超大盾構的建造能力和技術水平。
 
       建設了國內第一條15米以上管片智能化自動化生產線,所有管片和箱涵實現了預制生產全過程監控、二維碼“身份”信息驗證、質量終身可追溯,保證了產品質量。研發了管片抹面機器人、管片3D智能檢測系統,通過設備維保“領值系統”加強盾構機定期維保養護,設備優良率保持在96%以上,確保了施工安全。
 
       在國內首次采用超大π型箱涵同步安裝工藝,研制了新型模板臺車,液壓收模、電動行走,集預制、吊裝、運輸、安裝等為一體,操作方便,節省人工,提高功效,降低了對盾構施工運輸的干擾和影響。
 
       工程臨近一級水源地鵲山水庫,項目部按照“標準高、形象好、工廠化”的總體思路堅持生態優先,科學綠色施工,泥漿重復循環使用,做到了零排放。
 
    通訊員:丁寧  劉福昌  丁翔(黃河隧道項目部)
 
    編輯:張虹悅
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