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“数”说湛江湾海底隧道掘进背后

2024-03-15 10:49 来源:湛江云媒 作者:记者潘洁婷 见习记者黄文朗 通讯员张朋飞

作为国内目前独头掘进距离最长的大直径穿海高铁盾构隧道,湛江湾海底隧道克服了重重建设困难,施工中颇具特色和亮点。今日通过一组数据,向您“数”说“永兴号”穿海越城背后的故事。

【穿海之旅历时991天】

湛江湾海底隧道穿海之旅历时991天。

“永兴号”盾构机是根据湛江湾特殊的水文地质条件和地层结构设计制造的穿海神器。2021年6月28日,“永兴号”盾构机始发仪式在湛江湾海底隧道施工现场顺利举行,正式开启穿海之旅,湛江湾海底隧道进入盾构段主体施工。

自始发以来,“永兴号”从湛江湾东岸向湛江主城区不断前进,终于,在连续作业991个日夜后,安全抵达了湛江西岸,顺利出井。

【每天挖出土方1300立方米】

湛江湾海底隧道施工过程中每天出土土方1300立方米。

湛江湾海底隧道是广湛铁路全线唯一采用盾构法施工的隧道工程,整条隧道全长9640米,既穿海又穿城,盾构机在不断掘进的过程中,挖出了大量的渣土。

由于开挖断面大、地质条件差、废弃泥浆多、易结泥饼等原因,永兴号平均每天掘进8米左右,每天挖出的土方约1300立方米。如果按照一米的高度倾覆在足球场上,从湛江湾海底隧道开挖的土方,5天就能填满一个标准足球场。

【桥桩沉降控制在0.7毫米】

桥桩沉降控制在0.7毫米。

下穿湛江湾的“永兴号”盾构机,需要穿越将近2.5公里的湛江湾海域,横穿湛江湾主航道,与湛江海湾大桥并行,侧穿大桥匝道2处桥墩桩基,距大桥桥桩最近距离仅0.9米。

盾构机每前进一小“步”,都要万分小心。永兴号在长距离通过主城区地下过程中,道路两侧建构筑物密集,多次下穿市政管线,这对盾构机性能及掘进中沉降控制等提出了极高要求。

对此,建设单位配备专人对施工区域路面、周边建(构)筑物进行24小时巡视巡查,对途经的湛江地标建筑物“三帆”等多项建筑物进行实时监控,确保穿越区域地面沉降数据精准控制。项目还通过智慧工程指挥中心及现场调度中心,全面感知、收集、处理、分析盾构掘进相关数据和信息,实现对进度、安全、质量的全面信息化管控。

2023年初,永兴号成功“贴身”穿越湛江海湾大桥海滨路立交桥,盾构机与立交桥墩柱桩基础净距离仅0.9米,桥桩沉降误差控制在0.7毫米,这样的沉降影响几乎可以被忽略不计。

【隧道共使用3777环管片】

同步完成拼装3777环管片,实现了全线无渗漏。

盾构机的神奇,不仅在于“盾”,更重要的是“构”。管片作为盾构隧道的最内层屏障,承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。盾构管片是盾构法隧道的永久衬砌结构,盾构管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全,影响隧道的防水、防火性能及耐久性能。

湛江湾海底隧道采用的管片,每块宽2米,厚度达60厘米,重15吨左右,都是钢筋混凝土结构,使用年限可达100年。即便一辆重型卡车碾轧上去,管片也不会断裂。

“永兴号”盾构机每掘进2米,拼装1环管片。每环管片采用“7+2+1”的10分块设计,即由1块封顶块K,2块邻接块B和7块标准块,共10块管片构成完整的一环。湛江湾海底隧道中,一共拼装了3777管片,构筑了隧道完整的“内立面”。一片片管片如同“龙骨”环环相扣,支撑着隧道四周的泥土和水,避免土层塌方。

【800米内换一次刀具】

本应该1公里左右更换一次的刀具,在穿海过程中加速到500米到800米就要更换一次。

湛江湾海底隧道的穿海利器——“永兴号”盾构机内部有成千上万个零部件,各类管线、电路如毛细血管一样错综复杂。从工作原理上说,盾构掘进和电动剃须刀有几分相似之处。在地下掘进时,盾构机刀盘往往要在最前面,露出一排排“钢牙利齿”,在油缸的压力作用下,刀盘持续转动,刀盘上的滚刀、刮刀就开始转动起来,向前推进。

与其他地下隧道地质不同,永兴号穿越的湛江湾主要是粉质黏土地层,海底铁质胶结石英砂岩,石英含量极高。在这样地质条件下掘进,盾构机的刀盘极易结泥饼,刀具磨损较为严重。为了保证盾构机的掘进速度、效率,中铁十四局在施工过程定期对常压下刀具抽检,并提高了刀具的更换频率,本应该1公里左右更换一次的刀具,在穿海过程中加速到500米到800米就要更换一次。

【4.6米浅覆土接收】

隧道接收井处,盾构机地面覆土仅4.6米。

相较于传统盾构法隧道施工时要事先构筑两个深大工作井,无工作井或超浅工作井盾构技术作为一种新的盾构隧道技术,可最大程度延长盾构段,减少土方开挖及大型设备的施工,节约成本和工期,明显地改善隧道施工对周边环境的影响。

为减小地面开挖面积,减少管线搬移和对周围环境的影响,永兴号盾构机在穿城过程中,采用了超浅覆土接收。在永兴号接收井处,盾构机与地面距离从最大埋深31米减少至4.6米。湛江湾海底隧道成为国内首例大直径盾构机穿海实现超浅覆土接收的项目。

湛江云媒客户端原创,未经授权不得转载

编辑:梁海飞
值班主任:罗颖露
值班编委:郑时雨
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