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日前,江陰靖江長江隧道成功實現世界首例高水壓強滲透盾構隧道地中對接,標志著這一國內最高水壓越江盾構隧道的最后關鍵節點順利完成,為工程按期通車奠定堅實基礎,填補了大直徑盾構在復雜地層對接的技術空白。 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準建設,設計時速80公里,隧道總長約6.45公里,其中核心的盾構段長4.95公里,采用雙洞單層結構,盾構隧道管片外徑達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,盾構底部最大水壓超70米,且停機位置處于0.5%緩坡向2.88%大縱坡的過渡地段。隧道主要穿越粉細砂、中粗砂地層,具有強透水性,盾構對接密封性、穩定性迎來極大考驗。 強透水軟土地層中的盾構地中對接,此前在全球范圍內無成熟經驗可借鑒,面臨盾尾密封與止退、超高水壓止水、凍脹融沉荷載、剛柔過渡結構四大難題,在全國工程勘察設計大師、鐵四院總工程師肖明清的技術領銜下,設計團隊聯合施工單位、高校院所突破多項核心技術,最終實現高質量對接。
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,肖明清創新研發柔性止水節點、錨栓拉結先柔后剛止水裝置等多種新型方案,最終確定“主輔結合”的密封體系。該體系不僅實現“滴水不漏”,還兼顧盾構止退、縱向荷載傳遞功能。盾構千斤頂拆除后,縱向變形僅0.3毫米,確保盾構機與管片整體穩定。
剛度過渡凍脹融沉下“穩如磐石”
為應對2-3倍常規荷載的凍脹融沉沖擊,肖明清提出“剛柔并濟”設計思路,發明凍結法地中對接段管片結構縱向剛度過渡體系。在對接段兩側各設置42米過渡段,通過通長鋼板拉結管片內表面、加強現澆混凝土縱向鋼筋,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,又能適配運營期縱向變形與地震荷載,避免“臨時結構浪費”,同時減少對既有管片的損傷,兼顧安全性與經濟性。
精準對接三階段控制實現“零偏差”
為達成地中對接的高精度要求,團隊創新采用“三階段逐級調節”方案,最終實現水平偏差0毫米、垂直偏差2毫米的超高精度對接。 項目實施期間,錢七虎院士領銜的專家團隊多次進行技術指導,西南交通大學、同濟大學、深圳大學、中國礦業大學(徐州)、東南大學等研究團隊深度參與,最終形成一套適用于16米級盾構在江中高水壓、強滲透砂層對接的設計技術體系,確保技術方案科學可靠。在建設單位江蘇省交通工程建設局的統籌組織下,各方高效協同推進各項工作,確保項目穩步有序推進。 此次盾構地中對接不僅是江陰靖江長江隧道全線貫通的“關鍵一環”,更對全球隧道工程領域產生重要影響: 填補國際空白:首次實現強透水砂層中兩臺超大型盾構機安全對接,創新的止退、剛柔過渡結構體系,為同類工程提供“中國范本”。 儲備超級工程經驗: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,助力“中國隧道”技術走向全球。 推動技術升級:攻克高水壓強透水地層盾構對接的世界級難題,推動國內外大深度、大斷面、長距離盾構隧道技術邁上新臺階。 江陰靖江長江隧道通車后將大幅提升長江兩岸通行效率,對于服務長江經濟帶建設,增強長江干線過江通道通行能力,促進長三角高質量一體化發展具有重要意義。
來源:中國鐵建 |