[分享]世界首条公铁合建盾构隧道—武汉地铁7号线隧道穿过长江

发表于2018-04-23     1091人浏览     1人跟帖     总热度:234  

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4月20日上午,汉口胜利街、三阳路交会处,盾构机破洞而出,又一项工程纪录诞生:直径达15.2米的地铁7号线三阳路越江隧道,实现右线贯通。
直径达15.2米,世界首条公铁合建盾构隧道——
武汉地铁7号线隧道穿过长江
世界首条公铁合建盾构隧道—武汉地铁7号线隧道穿过长江_2
图为:武汉地铁7号线三阳路越江隧道右线盾构胜利接收。(倪娜、袁永华)
4月20日上午,汉口胜利街、三阳路交会处,盾构机破洞而出,又一项工程纪录诞生:直径达15.2米的地铁7号线三阳路越江隧道,实现右线贯通。
三阳路越江隧道是世界首条公铁合建的盾构隧道,也是国内在建最大直径的盾构隧道。该隧道位于武汉长江二桥、青岛路长江隧道之间的江底,长约2.6千米,包括左右两线。隧道分三层:上层为公路排烟道;中层是公路隧道,单向3车道;下层分3孔,中孔走地铁,左侧为公铁合用疏散通道,右侧布置地铁排烟道以及市政过江管线廊道等。隧道内空相当于5层楼高,盾构断面是地铁2号线、4号线的6倍多。
左右两线挖掘,均使用了国内在建工程中最大的盾构机,直径15.76米,重4400吨,仅刀盘就有刀具131把。其中,右线盾构机“三阳号”2016年4月从武昌始发,在江底遇到长约1360米的“上软下硬”地层,并夹杂遇水大幅膨胀的泥岩,最艰难时一天只能推进2米,越江成功来之不易。
目前,左线盾构机已通过岩面最高、难度最大的地层,按正常施工进度,贯通指日可待。
武汉地铁7号线一期工程由东西湖园博园至洪山野芷湖,全长约31公里。目前沿线所有车站主体结构均已完工,武昌段、汉口段区间分别实现轨通,预计年内开通试运营。 (汪洋、常敏、袁永华)
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“万里长江公铁第一隧”掘进中——
在江底遇到了什么
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图为:地铁7号线三阳路越江隧道右线贯通。(倪娜 摄)
武汉地铁7号线一期原计划2017年底开通试运营,但2017年年初,通车时间调整,主要原因是越江隧道施工进度滞后。
7号线一期越江隧道被誉为“万里长江公铁第一隧”。2016年国庆节期间,中央电视台《超级工程Ⅱ》纪录片第一集《中国路》曾聚焦报道。这一“超级工程”,在长江江底遇到了什么?4月20日上午,记者多方采访,揭秘背后故事。
复杂地质:“上软下硬”+遇水膨胀泥岩
两年更换刀具4000多把
武汉地铁集团二级项目经理倪正茂介绍,盾构机始发不久,就遇到复杂地质:在长约1360米的江底下,同时分布着强度极高的砾岩和黏性极大的泥岩,两者如同“钻石层”和“年糕团”,一方面快速磨损盾构机的刀具,另一方面又结成泥饼贴在刀盘上,大大增加盾构机地下切割的难度。
分布断面最宽处超过13米,超过盾构机面积80%,给施工带来极大的困难。统计数据显示,从2016年11月开始,盾构机掘进速度由每天8环16米快速下降,到2017年6月,长时间出现1天仅能掘进1环2米的情况。
“上软下硬”地层,以前越江施工中也遇到过,但7号线盾构机太大,施工难度呈几何级数放大。
项目部院内,摆放着一排排废弃的刀具,都有不同程度损坏:150公斤的圆形滚刀被磨成方形,60公斤的刮刀被磨成秃刀,有些甚至硬生生地折断……项目部负责人介绍,从盾构始发至今,两年时间里,累计更换4000多把刀具。
为破解长江隧道独有的地质层对盾构机造成的影响,武汉地铁集团邀请中国科学院院士孙钧、中国工程院院士钱七虎、陈湘生及国外著名盾构专家组成专家团队剖析难题。根据专家建议,进行4项革新,一是调整刀具配置,使切、削、刮、磨更加有效;二是向刀盘注入化学药剂,消解泥饼;三是增加流量加快对刀盘的冲洗;四是增加工业气,阻止渣土在刀盘面板上黏连,缓解泥饼产生。
2017年8月6日,经过两个月改造后的盾构机开始复推,当天掘进4环8米,众人击掌相庆。
此后,盾构机掘进速度不断提升,逐步恢复常态。
突发险情:盾构机被击穿,灌进水和砂
潜水员进入法兰罐找原因
2017年8月11日,盾构机在江底掘进,现场工人们听到很大的水响声。
怎么会有水声?出了什么问题?
情急之下,工人们立刻关闭盾构机仓门,将盾构机刀盘及其后的法兰罐与后方隧道隔离。
短短1分钟时间,整个345立方米大的法兰罐就被江水和江砂灌满,“要不是仓门关闭及时,后果不堪设想!”项目部负责人惊出一身冷汗。
接下来的3天,潜水员多次进入法兰罐内,终于找到原因。原来,坚硬的砾岩层在盾构机刮刀强大压力作用下产生反作用力,将刮刀刀桶螺栓拉断,导致刀桶直接弹进法兰罐内,盾构机被击穿,江水、江砂立刻涌进罐内。
“这是之前从未遇到的情况……没人会信,这么大的盾构机,怎么可能会被石头打掉刀桶?”倪正茂说。
最终,脱落的刀桶重新被固定,法兰罐内的水和砂也被清走,盾构机掘进恢复正常。
吃一堑,长一智,考虑到江底砾岩硬度超普通混凝土三四倍,为杜绝类似突发状况发生,盾构机每推进5环10米,工作人员就要检查一次刮刀刀桶螺栓。
为确保万无一失,技术人员决定在刮刀后方加一层保护罩,“哪怕刮刀螺栓断裂,刀桶反弹后被保护罩挡住,也不会完全弹退至法兰罐内,从而在盾构机上形成一个窟窿。”
保护罩安装上去后,很快显示出其威力。2018年1月12日,左线隧道施工过程中,再次发生刮刀螺栓断裂。由于安装了保护罩,刀桶未全部弹出,没有造成法兰罐浸没的情况,仅用4个小时,盾构施工恢复正常,工程风险化解于无形之中。

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 发表于2018-04-23   |  只看该作者      

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小小乐

江西 南昌 | 结构设计

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