在地上河下建隧道本身就是一次挑战,长距离、大断面穿越地上悬河,是人类开发利用黄河的又一壮举。再加上本次穿黄隧道要双管双层公铁合建,科技含量高、施工难度大、安全风险大,济泺路穿黄隧道是对我国盾构隧道工程建设水平的一次检验。
本报见习记者 王瑞超 记者 王皇
定制刀盘一年才完成
难点:管道大直径、长距离。隧道的单管管片外径15.2米,掌子面稳定、盾构掘进姿态、地层沉降等方面施工控制难度增大；连续掘进2519米,途中检修和更换刀具风险大,盾尾密封磨损大,对盾构机设备性能要求高。
破解:中铁十四局大盾构机事业部部长王华伟介绍,大直径、长距离对盾构机的技术性能提出很高要求。施工单位针对济南黄河隧道的特殊条件,专门量身定做的盾构设备,从盾构机的造型、设计到施工有一套成熟工艺,通过调节盾构机的压力保持水上平衡。
中铁十四局济泺路穿黄隧道指挥长历朋林说,不同的地质对刀盘的要求不同,济泺路穿黄隧道主要穿越粉土、粉质黏土、黏土等地层,需要定制刀盘。而这样的特制刀盘需要一年时间才能制造完成。
利用泥浆运送土砂
难点:地层为黏土和粉质黏土层,细颗粒含量高,废浆量大。
破解:历朋林介绍,针对特殊地层特点,为更好控制泥浆性能,穿黄采用泥水式盾构机,泥浆起着两方面的重要作用:一是依靠泥浆压力在开挖面形成泥膜或渗透区域,开挖面土体强度提高,同时泥浆压力平衡了开挖面土压和水压,达到了开挖面稳定的目的；二是泥浆作为输送介质,担负着将所有挖出的土砂运送到工作井外的任务。
另据了解,穿黄隧道还存在以下难点:穿越鹊山片区低矮房屋群,长度300米；侧穿绕城高速桥桩最小净距5.3米；强水压——最大埋深32米,洪水位水土压力6.5巴。
不过,以上难题最终均得以解决。
零沉降穿越地上悬河
难点:穿越地上悬河。黄河从河南境内到出海口逐渐形成地上悬河,济南泺口段河床高出南岸天桥区地面5米,最大洪水位高出11.62米。
破解:穿河又不能影响黄河大堤,施工方中铁十四局为了不影响黄河大堤,需要做到零沉降。
“比如说,我们检测到某个地方可能会有5mm的沉降,在施工中会提前注入特殊材料,做到5mm的隆起,这样就会抵消沉降,从而实现零沉降。”王华伟说,只要一开挖,就容易产生地层沉降,工程施工前已经做好功课。
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