濟南黃河渡口旁,「泰山號」盾構機巨大刀盤破土而出,由中鐵十四局集團承建的「萬裡黃河第一隧」濟南黃河隧道工程東線隧道率先貫通。標誌著我國在建的最大直徑公軌合建盾構隧道取得重大進展,這也是人類歷史上首次穿越地上「懸河」。
從此,君不見,黃河之水「天上」流
超大直徑盾構隧道首次穿越地上懸河
萬裡黃河攜帶著大量泥沙,到出海口前不斷放緩沉積形成了地上懸河。在濟南濼口段,河床高出南岸天橋區地面5米,最大洪水位高出11.62米。
「萬裡黃河第一隧」——濟南黃河隧道位於濟南城市中軸線上,全長4760米,其中盾構段長2519米,南接主城區濟濼路,北連新舊動能轉換先行區。
據中鐵十四局集團項目部盾構經理董冰介紹,該隧道採用兩臺開挖直徑達15.76米的超大直徑泥水平衡盾構機施工,管片外徑15.2米,隧道最低點位於河床下54米,最大水土壓力6.5巴,大小相當於手掌上站著兩名成年男子,施工風險高。
待隧道建成後,可以這麼說:君不見,黃河之水」 天上流」。人們行駛其中根本感受不到頭頂就是奔騰不息的黃河。
習近平:讓黃河成為造福人民的幸福河
2019年9月18日,習近平總書記在黃河流域生態保護和高質量發展座談會上發表重要講話強調,要堅持綠水青山就是金山銀山的理念,讓黃河成為造福人民的幸福河。
然而,自古以來
黃河從不來不是一條平靜的河
在歷史上曾多次改道、泛濫,甚至斷流
因此保護黃河
更是為我們子孫後代謀幸福
那麼建設者們在黃河遇到了哪些問題?
為了保護黃河又做了哪些努力?
萬裡黃河萬裡沙
但沙裡藏刀還需硬碰硬
在掘進過程中,有最長1000米區間為鈣質結核「密集區」,最硬巖石強度達到45兆帕,相當於高鐵橋墩鋼筋混凝土的強度。最難的一次26個小時只掘進了2米,取出58塊堅硬的石頭。
複雜的地質導致盾構機刀具嚴重磨損,刀齒崩斷,換刀作業頻次高,難度大,同時大塊鈣質結核堵塞格柵,造成了泥水循環系統排漿困難,嚴重時可導致停機、管道被磨穿等問題。
項目部改用新型成型管道,輪換管道提高使用壽命,同時在易磨管道位置提前焊接鋼板打「補丁」,和堅石硬碰硬順利通過難關。
忽硬忽軟
這個隧道有點「粘牙」
該段黃河下地層主要為粉質黏土層,刀盤易結泥餅,就像吃年糕粘牙一樣難以甩脫。
項目部技術人員研發應用「超大直徑泥水盾構廢棄泥漿環保處理及資源化關鍵技術」、「高粘粒地層超大直徑泥水盾構防結泥餅技術」針對黃河隧道地層特點,制定刀盤結泥餅判斷及位置檢測方法,研發一套泥餅形成的預測軟體治理「粘牙」問題。
一隧更比六隧強
把穿越黃河的利用率最大化
採用盾構法穿越「江河湖海城」,本身就是對環境影響最小的施工方式之一。「萬裡黃河第一隧」設計為雙管雙層公軌合建隧道,上層為公路雙向6車道,下層為軌道交通以及管線和逃生通道,實現了一次穿越黃河的利用率最大化,極大降低了對環境的影響。
在國內首次採用超大π型箱涵同步安裝工藝,研製了新型模板臺車,液壓收模、電動行走,集預製、吊裝、運輸、安裝等為一體,操作方便,節省人工,提高功效,降低了對盾構施工運輸的幹擾和影響。
未有之創舉
這只是我們穿越黃河的開始
該工程由濟南城市建設集團負責投資建設,中鐵十四局集團作為EPC總承包方,聯合中鐵第四勘察設計院集團有限公司、黃河勘測規劃設計有限公司組織施工、設計。
從 2019年12月東線正式盾構掘進以來,中鐵十四局集團充分發揮在水下大盾構施工領域核心技術優勢,在院士專家團隊指導下,依託大數據、BIM和物聯網技術,對隧道遇到的複雜難題進行了專項科研攻關。
在穿越過程中,中鐵十四局集團李海振創新工作室已形成「超大直徑泥水平衡盾構穿黃施工掘進關鍵技術研究」等成果18項,報審專利13項,進一步提升了我國盾構隧道建造能力和技術水平。
綠水青山就是金山銀山
黃河從此成為城中河
工程臨近一級水源地鵲山水庫,項目部按照「標準高、形象好、工廠化」的總體思路堅持生態優先,科學綠色施工,泥漿重複循環使用,做到了零排放。
歷時11個月,濟南黃河隧道東線貫通。西線隧道正按照計劃順利掘進,預計春節前貫通。
該工程是山東省新舊動能轉換標誌性工程,隧道計劃於2021年10月建成通車。屆時,市民開車通過水下隧道最快4分多鐘可「穿越黃河」,比繞道濟南黃河大橋節約近一個小時。將打破黃河天塹對濟南城市發展的制約,助力攜河北跨,加快新舊動能轉換,加速濟南從「大明湖時代」邁向「黃河時代」。
尊重自然,敬畏黃河
為中國建設者點讚!
供稿:劉福昌、丁翔