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"巨无霸"潜行波浪下 长江隧道提前一年贯通

2009年1月8日 04:43

来源:文汇报 作者:何 连弟 选稿:王呈恺

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提前一年实现双线贯通的长江隧道。 

  “漂过长江奔崇明,船儿颠簸千百年;浓雾锁江断航道,台风肆虐难上岛。”困扰崇明三岛居民祖祖辈辈的过江难问题,随着长江隧桥工程全线结构贯通将迎刃而解;穿越长江口的我国沿海高速公路大动脉,也将打通瓶颈开始有力跳动。

  作为整个工程的重要组成部分,长约8.9公里的长江隧道已提前一年实现双线贯通,并创下采用世界最大直径15.43米泥水平衡盾构、钻入最深覆土达55米江底、一次性掘进7.5公里三项“世界之最”。在2008年度上海市重点工程立功竞赛中,长江隧道工程设计施工总体组荣获“优秀创新团队”称号。

  耀眼的"世界之最"光环背后,长江隧道工程的施工风险也是前所未有。上海隧道股份副总经理余暄平、上海市隧道工程轨道交通设计研究院副院长曹文宏率领100多人的团队,依靠科技力量一一化解风险,创造了世界隧道工程史上的一个个奇迹。

  巨无霸盾构冲破工程"禁区"

  长江隧道穿越宽约7公里的长江口南港水域,上层为双管双向6车道高速公路,下层为轨道交通预留空间。隧道工程轨道交通设计院专家乔宗昭表示,其单管高速3车道的设计,决定了必须采用直径15米以上的盾构,这在以往的隧道工程领域还是"禁区",设计、研发工作需要从头开始。

  工欲善其事,必先利其器。隧道股份与德国海瑞克公司合作,生产出两台直径为15.43米的泥水平衡盾构。这两个代表当今盾构制造最高水平的"巨无霸",高度相当于5层楼房,长达134米,采用气压泥水平衡,操控更灵敏,可有效控制开挖面稳定。在盾构掘进之前,设计施工团队还联手同济大学,进行了外径15米的巨型隧道管片整环试验,这在国内也是首次。

  长江隧道盾构掘进距离长达7.5公里,是"一路不停站"还是"中途歇一脚",设计施工团队在项目启动前几经论证。考虑到此前国内盾构一次掘进一般都在2公里左右,原先有方案中途要在江中的瑞丰沙设立工作井,方便盾构检修和维护,但权衡下来这样做风险也很大,最终还是决定盾构一次完成掘进。

  "同步施工"提前一年贯通长江隧道去年8月29日顺利实现双线贯通,这比原定计划提前了1年多。工程创造了单日单条隧道最快推进26米、单月单条最快推进556米、单月双条最快推进1032米的骄人纪录。隧道施工接连创下一流速度,很大程度上缘于采用了堪称国内最完美的"即时同步施工"工艺。

  余暄平介绍说,长江隧道盾构掘进过程中,同步实施预制和现浇相结合的道路施工。盾构每推进一段距离后,后方车架上的铁臂就从天而降,抓起一块块管片一路飞行,送到盾构最前方进行拼装;整环管片拼装好后,铁臂又抓起"口"字型的预制部件,端端正正摆放到隧道中央,"口字件"当中是轨道交通的通道,顶部就是高速道路底板;特制的双头运输车在"口字件"铺成的道路上来回穿梭,而工人同时在两侧浇筑道路底板。"即时同步施工"既解决了隧道结构在脱出盾尾之后整体上浮的难题,又满足了隧道内部结构快速施工的要求。

  安全防灾设计"浴火"过关

  8.9公里长的长江隧道,安全防灾设计至关重要。曹文宏介绍说,经过中外专家的分析论证,两条隧道之间最终确定每隔830米设一条连接通道,总共设置8条连接通道,并在国内首次实施盾构边推进边挖掘。施工人员克服在江底开挖连接通道的极大风险,使用冰冻法进行土体加固,仅用1周就打通了第一条连接通道。除连接通道外,每条隧道每隔250米还设置连接上下层的疏散楼梯。

  长江隧道的排烟方案是工程一大亮点,并已经过模拟火灾的检验。隧道上方专门铺设了烟道板,如果隧道内发生火灾,着火点前后3个排烟点会自动打开,把烟雾吸入排烟道避免在隧道内弥漫。

  此外,考虑到隧道内的废气在排放过程中会产生热量,靠近隧道出口处的温度可达40℃至50℃。长江隧道特别采取了在隧道内部喷洒"高压细水雾"的方法,并在多个断面形成"雾帘",让雾滴在挥发过程中把热量带走,对隧道内部进行降温。

  目前,长江隧道开创的一批新工艺和新技术,已经在很多重大工程中绽放,取得了很好的经济效益和社会效益。2005年至2007年,这些新技术在上海三条大直径隧道中得到应用,新增产值23.58亿元。