江面之上,潮來潮往,周而復始的潮汐更迭傾倒了眾多游人看客;江面之下,隧道并行,來往居民實現4分鐘快捷過江不再是夢想……7月30日,錢塘江底最大直徑市政工程盾構隧道錢塘過江隧道通車,這項杭州亞運會配套工程正式投入使用。
通車現場(劉福昌 攝)
作為全線招標最晚、施工難度最大的工程項目,錢塘過江隧道最早具備通車條件,向杭州市民交上“優秀答卷”。為了這一刻的到來,中鐵十四局建設者駕駛著2臺“鋼鐵巨龍”在錢塘江下埋頭潛行,用心血和智慧實現了隧道的高效掘進,讓中鐵十四局大盾構品牌再次閃耀“亞運之城”。
“步步為營”下的“量身定制”
在項目黨支部書記兼常務副經理胡浩的辦公桌上,一張倒排工期的節點計劃表被劃上了密密麻麻的標記。這是他們自開工之日起就制定的“作戰部署圖”,也是一張經專家評審被認定為無法完成的“作戰圖”。
錢塘過江隧道全長4616米,其中盾構段3210米、下沙段長812米、大江東段長440米,計劃工期38個月。工程具有盾構淺覆土小近距始發接收、盾構全斷面黏土地層掘進等施工難點,需攻克20余項風險源。
工欲善其事,必先利其器。在盾構機適配性設計和改造上,項目團隊依托豐富的盾構施工經驗,廣泛調研杭州類似項目建設案例,充分分析隧道穿越地質情況,“量身定制”了兩臺15.06米的超大直徑盾構機。
“刀盤是盾構機的‘牙齒’,想要掘進得又快又好,一副好的牙口必不可少。”胡浩說,為應對長距離全斷面黏土地層掘進施工刀盤容易結泥餅現象,他們對盾構機進行了增大刀盤開口率、增加沖刷泵和沖刷管布置等一系列設計,加強對刀盤中心和吸口沖刷,并綜合考慮杭州地質情況,將盾構機吸口格柵設計為便拆裝式。
“錢塘先鋒號”盾構機始發現場(李桂香 攝)
“格柵設計常被用于破石,便拆裝式的格柵設計在盾構穿越始發加固區后,即可進行拆除,能有效減少滯排、增加掘進效率。而針對掘進中的孤石,我們就在吸口安裝專用切割工具。”項目工程部部長張恒旭說。
施工過程中,項目團隊還開發應用了內部結構全面同步施工工法,通過抬高盾構機雙側管道位置,滿足同步施工邊箱涵、防撞墻的空間條件,在隧道掘進的同時,采用特制臺車同步安裝牛腿和煙道板。
“隧道內部全面同步施工工法的應用,大大節約了施工工期,使隧道在貫通、盾構拆解1個月內完成了全部內部結構施工,為按期通車創造了有利條件。”張恒旭說。
“潮汐更迭”下的“精準控制”
錢塘過江隧道是連接杭州下沙和大江東的重要過江通道,隧道穿越錢塘江第二大觀潮區,最大埋深水下45米。
“錢塘江大潮天下聞名,每日的潮汐變化讓隧道的水土壓力變化頻繁且波動劇烈。同時,潮汐變化帶動著江底泥沙的流動。”胡浩說,“隨著江面水位變化,盾構機面臨的水土壓力也不同,假如沒有及時進行調整,稍有不慎就會造成涌水、擊穿、坍塌等。”
2020年10月28月,“錢塘先鋒號”盾構機率先始發。而此時,另一項工作已悄然進行了近4個月。
“制定始發方案之初,我們就開始每天對江面水位進行測量,對水面高度、目視情況進行記錄,形成監測日報。”項目測量主管張思闊說。
不僅如此,建設團隊還查閱歷史資料,掌握近年來隧道線路上方的水位變化,并通過錢塘江兩側安裝的高清攝像頭,實時觀測江面的異常情況,每月乘船到江面巡視,觀察泥水變化。
操作人員正在調整盾構掘進參數(李珍 攝)
“通過前期計算數據,結合實際情況,我們在盾構機掘進入江后,在潮汐變化期間及時精準調整參數,使掌子面始終保持平衡狀態,讓隧道穩定掘進。”“錢塘先鋒號”盾構機機長王興說。
2021年9月10日,“錢塘先鋒號”順利駛出錢塘大堤,1個月后,“錢塘吉祥號”也順利穿過。歷時6個月,建設者們駕駛著“雙龍”潛江,完成了與錢江浪潮的“斗智斗勇”。
“創新加持”下的“高效掘進”
2022年新年前夕,錢塘過江隧道左右線盾構機先后出洞,實現了順利貫通。掘進期間,項目實現了15米級盾構雙線最高日進尺16環/32米,最高月進尺達到390米。
隧道貫通現場(劉福昌 攝)
高效掘進的背后,是項目建設團隊的創新追求。每一個環節,他們都充分考慮、充分設計。
錢塘過江隧道兩條線路始發、接收覆土均小于8米,且線路最小間距僅6米,盾構區間82%為全斷面黏土地層,地層為穩定性差的粉砂、粉土,5微米以下黏性顆粒占70%以上,難以篩分。
為此,建設團隊轉變思維,在盾構端頭加固中首次使用雙輪攪工法,一次成型,不僅增強了固體強度,還極大節約了施工時間。兩臺盾構機順利完成4次“零”壓始發、干接收,開創了杭州富水砂層、粉土地層盾構干接收先例。
“漿液處理也是盾構高效掘進的重中之重。”王興說,錢塘過江隧道兩個超15米的開挖斷面,每前進1米就會產生180方的渣土,產生廢漿超500方。
建設團隊對泥水處理設備進行升級改造,取消常用的一級旋流裝置,增大二級旋流器,有效提高細顆粒泥漿分離效率,減少了近一半的廢漿量,且大大縮短了新漿液調制時間。
項目建設團隊還借鑒污水處理廠清淤經驗,把泥漿處理過程中產生的渣土和廢漿,通過管道輸送到38公里外的指定位置,并成立科研小組,進行反復的科學試驗對泥漿進行固化,使泥漿轉變為顆粒狀逐步沉積。
“施工過程中,我們通過此法先后處理了高達600萬方的廢漿和120萬方的渣土,使隧道掘進擺脫了渣土外運的影響,也大大節約了處理成本。”王興說。
咬定青山不放松,一張藍圖繪到底。中鐵十四局建設者用拼搏成就夢想,按時為兩岸市民快捷出行送上新的選擇,也為盾構隧道高效施工創造了可復制借鑒的成套技術。
【編輯:敏業】
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