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世界级越江隧道静待通车 肩挑公路地铁手牵武昌汉口
2018-09-29 197
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图为:武汉长江公铁隧道通车在即

 

图为:武汉长江公铁隧道管理中心调度大厅

 

图为:武汉长江公铁隧道管理中心调度大厅

 

图为:位于汉口澳门路的主线出入口

 

汉口澳门路的尽头,钻出一条公路隧道,与现有路面无缝对接。

隧道暂时封闭,两个洞口好奇地打望人间,看起来深不可测、与众不同。

这条隧道来自武昌秦园路,它接连下穿滔滔长江、忙碌的轨道交通1号线和解放大道三阳路高架,在澳门路探出“龙头”。

这是武汉地铁7号线控制性工程、央视聚焦的超级工程、世界级越江隧道——武汉长江公铁隧道位于汉口的公路主线出入口。

同在汉口,还有4个公路匝道出入口分布于解放大道和中山大道;另有地铁隧道仍深埋于地下,继续往西北方向潜行。

9月18日上午,评审专家组宣布:武汉长江公铁隧道具备试通车条件。

通车在即,武汉三镇万众期待。

肩挑公路地铁,手牵武昌汉口,这条世界级越江隧道究竟是何种模样?

 

“凤凰橙”成为隧道标志色

9月25日下午3时许,武昌徐家棚,武汉长江公铁隧道管理中心调度大厅,由24个LED屏组成的监控大屏,实时显示各区段监控画面。

隧道内空空荡荡,偶有车辆悄然驶过。“隧道即将通车,工作人员正在做最后的准备,出现在监控里的都是工程车辆。”隧道管理中心运营管理部工程师莫海利说。

为确保通车安全,隧道采用立体安防系统。

主线隧道中,每隔75米设置一个监控摄像头,公路层及逃生通道共设有监控摄像头263个,所有监控画面实时传输到管理中心,实现监控无死角。

在莫海利等人带领下,我们乘坐工程车来到隧道内,在标有“疏散楼梯”字样的隧道壁下方,可看到向上翻开的盖板,“这是疏散盖板,平常是关闭的,如果遇到紧急状况,旋转上面的手柄,就直接打开了。”

盖板下是疏散楼梯,从这里钻进去,沿着楼梯下行,展现在眼前的是长长的逃生通道,看不到尽头。

在江中盾构段,每隔75米修建一个疏散楼梯。像这样的疏散楼梯,隧道内共有68个。打开疏散盖板,走下疏散楼梯,穿过防火门,即是逃生通道。

这是国内首条已建成的公铁合用逃生通道。当遇到紧急情况时,公路、地铁乘客可通过疏散楼梯进入逃生通道,从距离武昌风井820米的江底最深处出发,预计步行十来分钟就能到达武昌风井,通过此处疏散楼梯往上走,可以达到地面。

此外,公路层隧道每25米设置一组消火栓系统、灭火器系统以及泡沫水喷雾系统。若车辆在行驶过程中发生自燃,公路隧道中的智能感烟探测器、感温光纤等会将探测到的突发情况,实时反馈到监控中心并报警。

经监控中心值班员确认,触发相应火灾模式,泡沫水喷雾系统立即喷出泡沫灭火;排烟系统也会启动,把烟排出去;广播系统同时开启,疏散指示灯打开,引导逃生。

探访中我们注意到,公路隧道路面设置为单向3车道,比青岛路长江隧道多出1条车道,更宽。隧道壁喷涂有橙色的腰线,“疏散楼梯”等标识也采用橙色字体。

工作人员介绍,这是隧道的标志色,与地铁7号线同为“凤凰橙”。

武汉长江公铁隧道分三层: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,左侧为公铁合用逃生通道,右侧布置地铁排烟道以及电缆廊道等。

公路隧道主线设计时速60公里,在汉口澳门路和武昌秦园路分设两个主线出入口;在汉口,沿解放大道设置A、B出入匝道,沿中山大道设置C、D出入匝道;在武昌,沿和平大道设置E、F出入匝道,沿友谊大道设置G、H出入匝道。其中,F匝道还预留与武昌滨江商务区地下环线道路接口条件。

 

“控制性工程”突破江河阻隔

武汉长江公铁隧道工程位于武汉长江二桥、青岛路长江隧道之间,总长4.66公里,其中公铁合建部分长约2.6公里,是武汉地铁7号线控制性工程。

地铁7号线分期建设,全部建成后,贯通运营。

一期工程由东西湖园博园北至洪山野芷湖,途经东西湖、江汉、硚口、江岸、武昌、洪山六个区,线路长约31公里,设站19座,换乘站10座,初步预测日均承担跨江客流47万人次。线路直达武汉中央商务区,可有力支撑其发展;连接对外交通枢纽武昌火车站,方便对外出行;贯穿大型居住区南湖组团,方便50万居民进出。

二期工程即纸坊线,向南延伸至江夏区青龙山,预计今年年内通车试运营。

长江东去,汉水西来。两江交汇,将大武汉分隔成三镇,“过江”成为武汉人生活的一部分,“过江难”也一直是城市交通的痛点。

2018年年初,高德公司发布2017年度中国主要城市交通分析报告,武汉道路拥堵延时指数在全国主要城市中的排名,从2014年的第7位,降至2017年的第47名。

武汉机动车保有量达270万辆,每年仍以15%的速度递增;三镇隔江相望,加之湖泊、山体阻隔,城市断头路、瓶颈路较多,拥堵排名大幅下降实属不易。

业内人士分析,地铁线网不断延伸,大大提升城市交通功能,特别是越江地铁立下首功。

已开通的地铁中,2号线、3号线、4号线、6号线、8号线共5条线路穿越长江或汉江。即将开通的7号线一期工程,以公铁合建隧道的形式下穿长江,必将有效缓解长江二桥、长江隧道的过江通行压力,进一步突破大江大河的阻隔。

根据预测,随着地铁7号线一期和11号线东段(光谷火车站—左岭)工程开通试运营,武汉地铁通车里程将达288公里,常态化客流将达350万乘次,约占该市公共客流45%。

 

“超级工程”对应超级难度

武汉长江公铁隧道曾走进央视《超级工程Ⅱ》纪录片第一集《中国路》,引发广泛关注。

这一工程也被誉为“全球性超级工程”。“超级工程”背后,对应的是超级难度。

武昌徐家棚地铁7号线越江项目部院内,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……盾构始发至今两年时间里,累计更换刀具4000多把。

这些受损的刀具,以不同的形状和姿势,见证着越江隧道里的攻坚克难。

因公铁合建,该隧道管片直径15.2米,相当于五层楼高,是地铁2号线两倍多,比地铁8号线单洞双轨隧道直径还多3.1米;盾构断面195平方米,是2号线、4号线的6倍多;隧道挖掘出来的土方有100多万立方米,出土量相当于建造一座上海金茂大厦的建筑体量。

两台盾构机“三阳号”和“开泰号”承担掘进重任,每个都是“巨无霸”——全长达到创纪录的167米,直径约15.76米,总重4400吨,仅刀盘重约575吨,共有刀具131把,分为滚刀、齿刀、刮刀、先行刀、中心刀等类型,功用类似人的磨牙、切牙、尖牙等,在掘进时对地层进行“磨、切、削”。

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,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。

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,出现1天仅能掘进1环2米的情况。

这种“上软下硬”地层,在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,成为“超级难题”。

残酷的现实摆在面前,阔步迈向世界级地铁城市的大武汉,已经没有退路,必须打通这条越江隧道!为此,武汉地铁集团与各参建单位携手共进,不断进行技术攻关。

针对“上软下硬”地层,技术人员对刀盘进行改良。

在以前的刀盘上,先行刀最高,遇到任何障碍物,都是它先行,由于盾构设计为了满足常压下换刀,先行刀切削下来的渣土在刀盘面板上行走距离远,渣土不能快速进入开挖仓内,渣土间的黏连导致刀盘面板与开挖面之间淤积大量渣土,高压之下,这些渣土在刀盘面板上固结成泥饼,先行刀被泥饼包裹失去切削能力。

技术人员改变原有设计理念,加高刮刀高度,使刮刀与先行刀同高,让刮刀主动参与切削,降低先行刀参与切削的比例,这样刮刀切削的渣土可以直接进入开挖仓,先行刀切削的渣土少了,刀盘结泥的可能性变小,效率大大提高。

关键时刻,武汉地铁集团邀请来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;四是增加工业气体,阻止渣土在刀盘面板上黏连,缓解泥饼产生。

历经700多天艰苦奋战,这个“超级难题”被攻克。

 

世界级标签 世界级样本

武汉长江公铁隧道,是世界上首条已建成的公铁合建盾构隧道,已经贴上“世界级标签”,成为“世界级样本”,必将载入世界越江隧道工程建造史。

业界人士介绍,世界上有多条超大直径盾构隧道正在建设中,但从建设周期、隧道长度等因素综合考虑,武汉长江公铁隧道是其中的佼佼者。

中国香港屯门赤鱲角隧道是一条超大直径盾构隧道,盾构直径超过武汉地铁7号线三阳路长江隧道。根据公开报道,隧道开工时间是2013年6月,启用时间最快也要到2020年。

美国西雅图SR99工程也涉及到超大直径盾构施工,盾构直径同样也超过三阳路长江隧道,但施工过程中曾发生过严重故障,被迫更换盾构机主轴承,耽误两年工期。此外,盾构机始发时间SR99工程远远早于三阳路长江隧道,截至目前,该项工程尚未开通运营。

武汉长江公铁隧道2016年4月完成盾构始发,两年后就实现贯通目标,再次彰显武汉地铁建设的强大实力。

中铁第四勘察设计院集团董事长蒋再秋说,武汉长江公铁隧道创造了我国在土岩复合地层修建超大直径盾构隧道的历史,是“一隧多用”和集约化利用城市空间的典范之作。

上海城建集团总裁周文波如此评价:虽然超大直径盾构成为趋势,但在实施中并非一帆风顺,在武汉长江公铁隧道建设中,建设者克服了难以想象的困难。

中铁十四局集团董事长张挺军表示,武汉长江公铁隧道的建设,对于提高中国在水下盾构和大直径盾构领域的核心竞争优势和市场话语权具有十分重要的意义。

武汉长江公铁隧道的建设经验,不仅让武汉人民为之振奋,也让兄弟城市的地铁建设者备受鼓舞,一些超大直径盾构施工项目纷纷从幕后走向前台。

济南济泺路下穿黄河隧道工程去年底破土动工,成为黄河上第一条超大直径公铁合建的隧道。设计单位负责人孙文昊说,正是武汉地铁三阳路长江隧道的示范效应,坚定了济南下穿黄河建设公铁两用隧道的决心。

除济南外,杭州正在对富阳富春江隧道进行前期研究,超大直径盾构施工是重点研究内容;上海的一项重大工程,也决定采用超大直径盾构施工。

“这一公铁合建方式,验证了超大直径盾构施工方案在实践中的可行性、经济性,不仅施工过程安全可控,而且一次性完成公路和地铁建设,大大节约单独建桥或建隧的成本。”孙文昊说。

本月中旬举行的武汉长江公铁隧道开通条件专家评审会上,评审专家组认为,该隧道工程的探索和创新,对全国各地公铁合建隧道的建设、运营均具有重要借鉴意义。

2号线、4号线、7号线、8号线越长江,3号线、6号线越汉江……根据规划,将有十余条越江隧道组成的“豪华阵容”环通三镇,奋力突破大江大河对城市的分割和阻隔。

武汉地铁集团董事长周少东表示,目前武汉地铁已经 4次穿越长江、2次穿越汉江,已掌握多项越江隧道的勘察、设计、施工等全套关键技术,分别是以越江隧道排烟救援疏散为代表的系统工程技术,以超深基坑、江底联络通道、盾构施工和单洞双线双层衬砌为代表的土建工程技术,以武汉长江公铁隧道、公铁分合建转换为代表的综合技术和绿色生态技术。

正在建设世界级地铁城市的大武汉,正在集结世界级越江隧道群!

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