日前,鐵四院設(shè)計(jì)的江陰靖江長(zhǎng)江隧道成功實(shí)現(xiàn)世界首例高水壓強(qiáng)滲透盾構(gòu)隧道地中對(duì)接,標(biāo)志著這一國(guó)內(nèi)最高水壓越江盾構(gòu)隧道的最后關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)順利完成,為工程按期通車奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),填補(bǔ)了大直徑盾構(gòu)在復(fù)雜地層對(duì)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(zhǎng)江隧道按高速公路雙向六車道標(biāo)準(zhǔn)建設(shè),設(shè)計(jì)時(shí)速80公里,隧道總長(zhǎng)約6.45公里,其中核心的盾構(gòu)段長(zhǎng)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(duì)接點(diǎn)位于長(zhǎng)江主航道正下方,距離江南岸邊約503米,隧頂至長(zhǎng)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(duì)接密封性、穩(wěn)定性迎來極大考驗(yàn)。
強(qiáng)透水軟土地層中的盾構(gòu)地中對(duì)接,此前在全球范圍內(nèi)無成熟經(jīng)驗(yàn)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(guó)工程勘察設(shè)計(jì)大師、鐵四院總工程師肖明清技術(shù)領(lǐng)銜下,設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合施工單位、高校院所突破多項(xiàng)核心技術(shù),最終實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量對(duì)接
盾尾密封
70米水壓下“滴水不漏”
針對(duì)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(diǎn)、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(shí)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(duì)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(jì)思路,發(fā)明凍結(jié)法地中對(duì)接段管片結(jié)構(gòu)縱向剛度過渡體系。在對(duì)接段兩側(cè)各設(shè)置42米過渡段,通過通長(zhǎng)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(yíng)期縱向變形與地震荷載,避免臨時(shí)結(jié)構(gòu)浪費(fèi),同時(shí)減少對(duì)既有管片的損傷,兼顧安全性與經(jīng)濟(jì)性。
精準(zhǔn)對(duì)接
三階段控制實(shí)現(xiàn)“零偏差”
為達(dá)成地中對(duì)接的高精度要求,團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新采用三階段逐級(jí)調(diào)節(jié)方案,最終實(shí)現(xiàn)水平偏差毫米、垂直偏差毫米的超高精度對(duì)接。
項(xiàng)目實(shí)施期間,錢七虎院士領(lǐng)銜的專家團(tuán)隊(duì)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(guó)礦業(yè)大學(xué)(徐州)、東南大學(xué)等研究團(tuán)隊(duì)深度參與,最終形成一套適用于16米級(jí)盾構(gòu)在江中高水壓、強(qiáng)滲透砂層對(duì)接的設(shè)計(jì)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(xiàng)工作,確保項(xiàng)目穩(wěn)步有序推進(jìn)。
此次盾構(gòu)地中對(duì)接不僅是江陰靖江長(zhǎng)江隧道全線貫通的關(guān)鍵一環(huán),更對(duì)全球隧道工程領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響:
填補(bǔ)國(guó)際空白:首次實(shí)現(xiàn)強(qiáng)透水砂層中兩臺(tái)超大型盾構(gòu)機(jī)安全對(duì)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(guó)范本
儲(chǔ)備超級(jí)工程經(jīng)驗(yàn):為未來20公里以上穿江越海超長(zhǎng)水下隧道工程奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),助力中國(guó)隧道技術(shù)走向全球。
推動(dòng)技術(shù)升級(jí):攻克高水壓強(qiáng)透水地層盾構(gòu)對(duì)接的世界級(jí)難題,推動(dòng)國(guó)內(nèi)外大深度、大斷面、長(zhǎng)距離盾構(gòu)隧道技術(shù)邁上新臺(tái)階。
江陰靖江長(zhǎng)江隧道是“四院隧道”的又一個(gè)里程碑工程,通車后將大幅提升長(zhǎng)江兩岸通行效率,對(duì)于服務(wù)長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè),增強(qiáng)長(zhǎng)江干線過江通道通行能力,促進(jìn)長(zhǎng)三角高質(zhì)量一體化發(fā)展具有重要意義。
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