來源:山東商報·速豹新聞網
2021-09-29 13:48:09
原標題:“萬里黃河第一隧”濟南黃河濟濼路隧道建成通車
來源:山東商報·速豹新聞網
9月29日,由濟南城市建設集團建設、中鐵十四局施工的“萬里黃河第一隧”——濟南黃河濟濼路隧道正式通車。濟南新舊動能轉換起步區新建第一條穿黃通道雙向開通,這也是全球首條穿越地上懸河的盾構隧道,標志著濟南“攜河北跨”發展步伐進一步加快。
濟南黃河濟濼路隧道南起濼口南路,向北穿越二環北路、繞城北高速、黃河,在邯濟鐵路西側接現狀309國道,工程連通主城區和濟北次中心,是濟南市落實黃河流域生態保護和高質量發展國家戰略重大工程。
項目全長4760米,其中2519.2米采用盾構隧道形式下穿黃河,隧道管片外徑15.2米,隧道內上層為雙向6車道城市道路,下層為軌道交通預留。項目總投資66.68億元,是目前世界上直徑最大的公軌合建隧道。
據中鐵十四局項目負責人歷朋林介紹,黃河從河南境內到出海口逐漸形成地上懸河,隧道所在的濼口段河床高出南岸天橋區地面5米,最大洪水位高出11.62米,是一條罕見的、水量巨大的地上“懸河”。隧道具有長距離、淺覆土、高水壓、超大直徑、超深基坑等特點,施工風險極大,被譽為“萬里黃河第一隧”。
針對工程水文和地質條件,中鐵十四局與建設單位聯合研制兩臺開挖直徑15.76米的泥水平衡盾構機施工。充分發揮多年來盾構施工穿越江河湖海的豐富經驗,在每一環掘進中都根據覆土厚度、土質、容重等參數,計算盾構機切口壓力,隨時調整參數,保持盾構機和土體壓力平衡。在兩岸大堤上每10米設置一處沉降觀測點,每天測4次標高,確保大堤零沉降。期間還攻克了鈣質結核地層,粉質黏土、俗稱老膠泥地層造成的管道磨損、卡泵、吸口堵塞等一系列世界級難題,在歷經511天掘進后,兩條隧道相繼貫通。平均每天平穩掘進10.8米,最高月進度370米,創造了同類隧道施工的最新記錄。?
期間,技術創新團隊取得了19項科研成果和88項專利,獲得第三屆“優路杯”全國BIM技術大賽金獎、山東省地下空間工程技術創新成果等獎項,進一步提升了我國盾構隧道建造能力和技術水平。國家最高科學技術獎獲得者、中國工程院錢七虎院士表示,“這是一條以科技創新為支撐的高質量隧道”,為建設黃河中下游通道提供了有力依據,形成的超大直徑盾構適應性選型配置等關鍵技術達到國際領先水平。
據悉,濟南新舊動能轉換起步區為繼雄安新區起步區之后的全國第二個起步區。濟濼路隧道通車后,開車最快5分鐘就可過黃河。北跨攜河發展對引導濟南城市人口、基礎設施和產業向北拓展,擴大輻射帶動效應,帶動黃河兩岸經濟高效、一體化發展,實現新城城市綜合功能提升,加快實現濟南建設“大強美富通”現代化大都市的目標具有重要意義,將加速濟南從“大明湖時代”邁向“黃河時代”。
工程概況
由中鐵十四局承建的濟南黃河濟濼路隧道,項目全長4760米,其中隧道長3890米,盾構段長2519.2米,隧道為公軌合建的雙管雙層結構,管片外徑15.2米,內徑13.9米,分為上下兩層,上層為雙向6車道城市道路,設計行車時速60公里;下層為軌道交通土建預留,設計行車時速100公里。隧道最大埋深43米,最小覆土厚度11.2米,最低點位于河床下53.6米。項目總投資66.68億元,2017年11月28日啟動建設,2021年9月建成通車。
項目建設單位為濟南城隧建設工程有限公司,設計單位為中鐵第四勘察設計院集團有限公司、黃河勘測規劃設計研究院有限公司,施工單位為中鐵十四局集團有限公司,監理單位為上海市政工程管理咨詢有限公司。
濟南黃河濟濼路隧道大事記
2017年11月28日 濟南黃河濟濼路隧道工程開工
2018年8月31日 盾構機始發井開挖
2018年10月19日 啟動管片生產
2018年12月15日 “黃河號”盾構機完成工廠制造順利下線
2018年12月20日 始發井底板順利澆筑
2019年3月19日 “泰山號”盾構機完成工廠制造順利下線
2019年6月6日 始發井主體結構完成
2019年6月12日 第一臺盾構機主驅動吊裝下井
2019年6月27日 第一臺盾構機刀盤吊裝下井
2019年8月31日 西線 “黃河號”盾構機始發
2019年11月20日 東線 “泰山號”盾構機始發
2020年10月30日 東線隧道順利貫通
2021年1月23日 西線隧道順利貫通
2021年4月30日 盾構段主體結構全部完成
2021年9月29日 濟南黃河濟濼路隧道工程正式通車
首穿“地上懸河”
受黃河天塹影響,濟南多年來東西向發展,南北向狹窄,嚴重影響老城區發展步伐。迫切需要建設一條穿黃隧道,打通向北發展的瓶頸。
黃河從河南境內到出海口逐漸形成地上懸河,濟南濼口段河床高出南岸天橋區地面5米,最大洪水位高出11.62米。在黃河底下挖隧道,好像頭頂一盆水打洞,一旦滲漏,就有水淹全城的風險,建設者每天都如臨深淵、如履薄冰。
每掘進一環,都要根據地層覆土厚度、土質、容重等參數,計算盾構機切口壓力,保持盾構機和土體壓力平衡。為確保大堤零沉降,每10米為一個斷面設置一系列沉降觀測點,一天測4次標高。
隧道最低點位于河床下54米,最大水土壓力0.65兆帕。盾構段遇到了鈣質結核局部富集,最大粒徑75厘米,強度最高90兆帕,盾構機掘進到第460環開始,突然出現震動、異響,隨后盾構機停止運轉。此段長達1000米距離,給施工造成了極大困難,出現管道磨損、卡泵、吸口堵塞等一系列難題。最困難的一環(2米),耗時26小時,前后拆卸19次排漿泵,掏出58塊鈣質結核。為突破“亂石區”,加裝雙循環采石箱、出漿管自身旋轉180度、進漿管和出漿管互換、提前焊接鋼板補強等方式解決管道磨穿難題。穿越1公里的“鈣質結核密集區”,出漿管打了1000多個“補丁”。
穿越地層主要以粉質黏土為主,俗稱老膠泥,出漿管常常被膠泥堵得嚴嚴實實,長10米一節的管道一堵就是3節,膠泥越堵越結實,用鏟子都挖不動。膠泥堵死泥水處理廠分配器,無法分送到篩板上進行篩分。施工人員將堵管換掉,加裝了10臺中繼泥漿泵,管路上加裝“空氣炮”,用壓縮空氣頂吹泥柱子,終于解決了膠泥難題,提高了泥水處理效率。
科技支撐打造出高質量工程
遇水架橋,跨越天塹,展現著人類征服自然的智慧和英勇。隨著科技進步,以隧道穿越的形式打通坦途,不僅僅是道路交通的巨大進步,同時可以最大程度減少對水域的污染。
十四局大盾構建設者,積極踐行黃河流域生態保護和高質量發展重大國家發展戰略,立志將黃河隧道建造成世界級的水下盾構標桿工程。依托錢七虎、李術才院士等組成的專家團隊、大盾構研究院等科研平臺,與山東大學等高校科研院所合作,成立了“李海振工作室”,對19項科研課題展開集中攻關,將濟南黃河隧道打造成“科研隧道”,取得88項專利,最終實現了全面豐收。
項目部打造的“黃河號”和“泰山號”兩臺超大直徑泥水平衡盾構機,是現代化智能裝備。每臺盾構機長166米,總重4000噸,裝機總功率8688千瓦,最大推力199504千牛。刀盤開挖直徑15.76米,相當于5層樓高,刀盤主驅動的核心有14個變頻電機,總功率4900千瓦。盾構機運用了“設備信息化管理系統”,設備完好率達96%以上,盾構施工穩中有快,最高日進尺20米,最高月進度370米。
首次在現場建設大型管片智能化自動化生產線,研發盾構管片智能化生產管理信息平臺,實現整體生產流程統一管控和集約化管理,通過管片抹面機器人,實現管片和箱涵生產全過程監控,運用管片3D智能檢測系統對管片生產過程控制,管片精度控制在0.5毫米內。
為確保軌道預留空間精度,研發了時代內部結構精細化快速成套施工技術,首次采用超大π型箱涵同步安裝工藝,采用可調節箱涵,自主研發箱涵精調臺車,箱涵拼縫錯臺控制在正負10毫米之內。發明弧形內襯臺車,一次澆筑成型,工作效率提高1.5倍,用工數量減少一半。
將智慧監控系統應用到最大化,BIM技術貫穿設計、施工和運維三個階段,實現工程全方位、全過程、多維度、可視化的有效管控,實現盾構數據實時采集、數據分析和預警。運用隧道結構健康監測技術,隧道內部設9個健康監測斷面,自動采集并計算管片及箱涵應力、螺栓軸力、水土壓力、結構收斂等參數,通過調整盾構姿態控制、優化同步注漿參數等技術措施,成型隧道不滲不漏。
最有文化范的隧道設計
黃河是中華民族的母親河,黃河文化是中華文明的重要組成部分,是中華民族的根和魂。
濟南黃河濟濼路隧道主題設計為“黃河根脈、歲歲安瀾”,由山東藝術學院副教授張博晨創意設計,中鐵十四局施工裝飾完成。
主題為“黃河根脈 歲歲安瀾”。主題設計定位為城河相融,動靜相融,蘊含“天人合一”的設計理念,融合黃河歷史、文化、自然、藝術等表現黃河兩岸是我家,歲歲安瀾的生活幸福感。
洞門題字“濟南黃河濟濼路隧道”采用一代書畫大師趙孟頫的行書,鏗鏘有力,再添文化底蘊。
隧道洞口設計為“歲歲九曲彎”聲屏障。借黃河傳統水紋樣,將場地、色彩、光影結合,再造了黃河地形與黃河流動的自然之美,描繪了新時代黃河畫卷中詩情畫意的城市底蘊。
洞內墻壁設置“黃河幸福樹”,采用3D打印貼膜工藝,繪制在側墻鋼蓋板上,寓意堅韌、力求上進,構建和諧共生生態的愿景。
隧道的最低段,設計了長304米的“流動星空”。以黃河星空為題,暖色照明,頂部弧線燈光表現黃河穿越之感,行駛隧道中讓人感受到星空光線流動之美。
北風塔設計為“黃河之水”,南風塔設計為“黃河之光”,分別以“水”字演變、龍山文化黑陶紋樣為刻畫,將漢字與現代藝術結合,寓意城河相融,表現人與自然和諧統一,呈現獨具特色的景觀藝術感。
可在6分鐘內完成應急撤離
濟南黃河隧道是公軌合建隧道,內有排煙通道、管廊和逃生通道,一旦發生火災或緊急情況,公路層75m一個逃生通道,軌道層150m一個逃生通道,上層道路6分鐘完成疏散,下層地鐵區間30分鐘完成疏散。隧道外設置有監控指揮中心,24小時無死角監控隧道運行實況。隧道內還配置了雙道防淹門,可在沒有電力供應的情況下,手工啟動關閉防淹門。
山東商報·速豹新聞網 編輯 李雨馨
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