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南京和燕路過江通道右線盾構隧道勝利貫通,至此,南京和燕路過江通道盾構隧道實現(xiàn)雙線貫通。建設期間,隧道局項目團隊創(chuàng)造了江底盾構施工“滴水不漏”的先例,達到國內超大直徑盾構施工最高水平。
南京和燕路過江通道位于長江大橋和長江二橋之間,為雙向六車道城市快速路,全長約5.7公里,是全國首例超大直徑盾構穿越斷層、巖溶地層的過江通道,被錢七虎等院士和業(yè)內專家認為是目前國內在建穿越長江最為復雜、最困難的大直徑盾構隧道。其中,盾構隧道段全長2976米,分為左線(北段)、右線(南段)掘進施工。
南京和燕路過江通道A3標項目負責和燕路過江通道右線盾構隧道施工,采用國內首臺擁有自主技術和多項國產(chǎn)核心零部件設計制造的復合地層超大直徑泥水平衡盾構機掘進施工,自八卦洲始發(fā)井始發(fā),穿越長江后,于江南接收井接收。
據(jù)悉,超大直徑盾構機曾一度遭遇“卡脖子”困境。和燕路過江通道右線盾構隧道安全貫通,標志著多項國產(chǎn)技術達到國際先進水平。尤其是盾構掘進中穿越砂層、上軟下硬、全斷面巖層、破碎帶、巖溶區(qū)等復雜地層,施工風險極高,隧道最大水壓高達0.79兆帕,對盾構機密封系統(tǒng)及機體的耐壓能力提出了更高的要求。
南京和燕路過江通道通車后,將進一步暢通長江兩岸區(qū)域聯(lián)系,提升南京市交通路網(wǎng)區(qū)域樞紐功能,為策應長江經(jīng)濟帶發(fā)展、加快江北新區(qū)建設、推進寧鎮(zhèn)揚一體化發(fā)展和南京都市圈建設發(fā)揮重要帶動作用。
南京和燕路過江通道A3標項目采用的超大直徑盾構機“振興號”施工,刀盤直徑達15.03米,可滿足地質條件包含石英含量極高的砂卵石、強度達120兆帕的巖層、黏土的復合地層長江隧道的施工要求,是專門為南京和燕路項目量身定做的“大國重器”。
“振興號”盾構機在功能設計、運輸方式等方面都做出了自主創(chuàng)新,刀盤沖洗能力更強勁,管片運輸方式更新穎,運輸效率較進口盾構機更高。不止于此,項目團隊在盾構機“心臟”主驅動上也做足了文章,創(chuàng)新通過球角軸承保證主驅動在江底復雜施工環(huán)境下,除伸縮功能外還能進行擺動,有效增強了盾構機的適應能力。經(jīng)檢驗,盾構機經(jīng)過長達1500米的砂層掘進才進行首次常壓換刀,僅這一項技術,已經(jīng)實現(xiàn)顯著超越。
穿越巖溶區(qū)是南京和燕路項目建設期間最難啃的“硬骨頭”。巖溶區(qū)位于幕府山到燕子磯一帶,一個個溶洞分布在地下,還有大量溶蝕裂隙,有的直徑達到數(shù)米,盾構機進入這片區(qū)域,就像在鉆一個“蜂窩”。因為大量孔洞的存在,盾構機如果貿(mào)然穿越,易發(fā)生磕頭、沉降等風險。
為啃下這塊“硬骨頭”,項目團隊在盾構機中配置了超前注漿、超前鉆探系統(tǒng),可提前對地層進行探測,對問題區(qū)域提前注漿加固處理,降低盾構施工風險,同時仔細分析各種風險,設計專項施工方案并多次邀請專家進行驗證,通過科學合理地設定操作參數(shù),精細謹慎地控制系統(tǒng),緊密有序地銜接各道工序,最終成功穿越隧道施工最困難的巖溶區(qū)。
滲水現(xiàn)象一直是困擾盾構隧道施工的技術難題,不僅影響隧道正常施工,同時也會加大施工成本,處置不當時還會影響到隧道運營期的安全。
為解決這一難題,技術團隊開展頭腦風暴,基于人潛水時需要佩戴鉛塊來實現(xiàn)下沉這一現(xiàn)象,大膽提出給盾構機增加壓重平臺以抵消管片上浮力的設想。通過反復試驗,最終將壓重平臺重量設置在200噸,在不影響正常掘進的基礎上有效控制管片上浮,同時配合持續(xù)優(yōu)化推進參數(shù)及同步注漿配合比,嚴抓管片制作、防水材料選型粘貼、管片拼裝等關鍵施工流程,形成系列標準化施工工藝,最終將隧道管片最大上浮量控制在3厘米內,實現(xiàn)了在長江江底盾構施工“滴水不漏”的先例。