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万里黄河第一隧全线贯通!地铁最快2分半穿越黄河

来源:微信公众号“科技日报”

2021-01-24 07:37

1月23日,“万里黄河第一隧”,也是在建最大直径公轨合建盾构隧道—— 济南黄河隧道工程西线隧道贯通。

济南黄河隧道工程位于济南城市中轴线上,南接主城区济泺路,北连新旧动能转换先行区。隧道长3890米,其中盾构段长2519米,隧道管片外径15.2米。设计为双管双层,上层为双向六车道公路,下层为济南轨道交通5号线。

万里黄河自流入河南开始形成地上“悬河”。到达济南泺口段,河床高出南岸城区地面5米,最大洪水位高出河床11.62米,是一条罕见的、水量巨大的地上“悬河”。

2019年9月开始,由济南城市建设集团和中铁十四局集团联合打造“黄河号”和“泰山号”两台超大直径泥水平衡盾构机,首次开启对地上“悬河”的穿越。

“每台盾构机长166米,总重4000吨,装机总功率8688千瓦,最大推力199504千牛。”中铁十四局项目总工程师杜昌言说,刀盘开挖直径15.76米,相当于5层楼高,刀盘主驱动的核心有14个变频电机,总功率4900千瓦。

穿越最上最大悬河,防水是设计建设的关键。

隧道最低点位于河床下54米,最大水土压力6.5巴。“相当于一个人手掌大小的面积上承受两个成年男子的重量。”全国勘察设计大师、中国铁建铁四院副总工程师肖明清说。

为保证城市安全, 设计团队提出了双道防淹门解决方案,以实现全方位有效封堵;设计双管双层公轨合建盾构隧道,以及排烟通道、管廊和逃生通道,实现一次穿越黄河的利用率最大化,极大降低了对环境的影响。

济南黄河隧道掘进先后攻克了大断面、长距离、浅覆土、深基坑、高水压等五项技术难题。

“最大的难题是钙质结核和粉质黏土不规则分布,甚至是交叉出现,造成了盾构机在掘进中刀齿崩断、卡泵、滞排、废浆量大等。”杜昌言说,掘进中遇到的岩石强度普遍达到45兆帕,使格栅严重堵塞,造成泥水循环系统排浆困难。

项目技术团队采取在盾构机上设计加装了采石箱,改用新型成型管道,将进、出桨管道倒换使用,提前在易磨管道位置焊接钢板加厚“补丁”,解决了钙质结核给掘进带来的难题。

“项目已形成科研成果18项,中文核心期刊发表论文7篇,申请专利35项,其中实用专利16项,进一步提升了我国超大盾构的建造能力和技术水平。” 项目负责人历朋林说,研发成果包括“超大直径泥水盾构废弃泥浆环保处理及资源化关键技术”、“高粘粒地层超大直径泥水盾构防结泥饼技术”、针对黄河隧道地层特点制定刀盘结泥饼判断及位置检测方法,以及一套泥饼形成的预测软件治理“粘牙”问题等。

济南黄河隧道工程还采用许多智能新手段。

建设了国内第一条15米以上管片智能化自动化生产线,所有管片和箱涵实现了预制生产全过程监控、二维码“身份”信息验证、质量终身可追溯。经第三方机构检测,整条隧道2万多条拼装接缝,平均错台误差仅2毫米;研发了管片抹面机器人、管片3D智能检测系统,设备优良率保持在96%以上;在国内首次采用超大π型箱涵同步安装工艺,研制了新型模板台车,液压收模、电动行走,集预制、吊装、运输、安装等为一体,操作方便,节省人工,提高功效。

济南黄河隧道计划10月份建成通车。届时开车最快4分钟、乘坐地铁2.5分钟可穿越黄河。

(科技日报记者 矫阳 )

责任编辑:连政
济南黄河隧道工程 大工程
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