圖為:武漢長江公鐵隧道通車在即
圖為:武漢長江公鐵隧道管理中心調度大廳
圖為:隧道分為三層
圖為:位于漢口澳門路的主線出入口
圖文:世界級越江隧道靜待通車 肩挑公路地鐵 手牽武昌漢口
漢口澳門路的盡頭,鉆出一條公路隧道,與現有路面無縫對接。
隧道暫時封閉,兩個洞口好奇地打望人間,看起來深不可測、與眾不同。
這條隧道來自武昌秦園路,它接連下穿滔滔長江、忙碌的軌道交通1號線和解放大道三陽路高架,在澳門路探出“龍頭”。
這是武漢地鐵7號線控制性工程、央視聚焦的超級工程、世界級越江隧道——武漢長江公鐵隧道位于漢口的公路主線出入口。
同在漢口,還有4個公路匝道出入口分布于解放大道和中山大道;另有地鐵隧道仍深埋于地下,繼續往西北方向潛行。
9月18日上午,評審專家組宣布:武漢長江公鐵隧道具備試通車條件。
通車在即,武漢三鎮萬眾期待。
肩挑公路地鐵,手牽武昌漢口,這條世界級越江隧道究竟是何種模樣?
“鳳凰橙”成為隧道標志色
9月25日下午3時許,武昌徐家棚,武漢長江公鐵隧道管理中心調度大廳,由24個LED屏組成的監控大屏,實時顯示各區段監控畫面。
隧道內空空蕩蕩,偶有車輛悄然駛過。“隧道即將通車,工作人員正在做最后的準備,出現在監控里的都是工程車輛。”隧道管理中心運營管理部工程師莫海利說。
為確保通車安全,隧道采用立體安防系統。
主線隧道中,每隔75米設置一個監控攝像頭,公路層及逃生通道共設有監控攝像頭263個,所有監控畫面實時傳輸到管理中心,實現監控無死角。
在莫海利等人帶領下,我們乘坐工程車來到隧道內,在標有“疏散樓梯”字樣的隧道壁下方,可看到向上翻開的蓋板,“這是疏散蓋板,平常是關閉的,如果遇到緊急狀況,旋轉上面的手柄,就直接打開了。”
蓋板下是疏散樓梯,從這里鉆進去,沿著樓梯下行,展現在眼前的是長長的逃生通道,看不到盡頭。
在江中盾構段,每隔75米修建一個疏散樓梯。像這樣的疏散樓梯,隧道內共有68個。打開疏散蓋板,走下疏散樓梯,穿過防火門,即是逃生通道。
這是國內首條已建成的公鐵合用逃生通道。當遇到緊急情況時,公路、地鐵乘客可通過疏散樓梯進入逃生通道,從距離武昌風井820米的江底最深處出發,預計步行十來分鐘就能到達武昌風井,通過此處疏散樓梯往上走,可以達到地面。
此外,公路層隧道每25米設置一組消火栓系統、滅火器系統以及泡沫水噴霧系統。若車輛在行駛過程中發生自燃,公路隧道中的智能感煙探測器、感溫光纖等會將探測到的突發情況,實時反饋到監控中心并報警。
經監控中心值班員確認,觸發相應火災模式,泡沫水噴霧系統立即噴出泡沫滅火;排煙系統也會啟動,把煙排出去;廣播系統同時開啟,疏散指示燈打開,引導逃生。
探訪中我們注意到,公路隧道路面設置為單向3車道,比青島路長江隧道多出1條車道,更寬。隧道壁噴涂有橙色的腰線,“疏散樓梯”等標識也采用橙色字體。
工作人員介紹,這是隧道的標志色,與地鐵7號線同為“鳳凰橙”。
武漢長江公鐵隧道分三層:上層為公路排煙道;中層是公路隧道,單向3車道;下層分3孔,中孔走地鐵,左側為公鐵合用逃生通道,右側布置地鐵排煙道以及電纜廊道等。
公路隧道主線設計時速60公里,在漢口澳門路和武昌秦園路分設兩個主線出入口;在漢口,沿解放大道設置A、B出入匝道,沿中山大道設置C、D出入匝道;在武昌,沿和平大道設置E、F出入匝道,沿友誼大道設置G、H出入匝道。其中,F匝道還預留與武昌濱江商務區地下環線道路接口條件。
“控制性工程”突破江河阻隔
武漢長江公鐵隧道工程位于武漢長江二橋、青島路長江隧道之間,總長4.66公里,其中公鐵合建部分長約2.6公里,是武漢地鐵7號線控制性工程。
地鐵7號線分期建設,全部建成后,貫通運營。
一期工程由東西湖園博園北至洪山野芷湖,途經東西湖、江漢、硚口、江岸、武昌、洪山六個區,線路長約31公里,設站19座,換乘站10座,初步預測日均承擔跨江客流47萬人次。線路直達武漢中央商務區,可有力支撐其發展;連接對外交通樞紐武昌火車站,方便對外出行;貫穿大型居住區南湖組團,方便50萬居民進出。
二期工程即紙坊線,向南延伸至江夏區青龍山,預計今年年內通車試運營。
長江東去,漢水西來。兩江交匯,將大武漢分隔成三鎮,“過江”成為武漢人生活的一部分,“過江難”也一直是城市交通的痛點。
2018年年初,高德公司發布2017年度中國主要城市交通分析報告,武漢道路擁堵延時指數在全國主要城市中的排名,從2014年的第7位,降至2017年的第47名。
武漢機動車保有量達270萬輛,每年仍以15%的速度遞增;三鎮隔江相望,加之湖泊、山體阻隔,城市斷頭路、瓶頸路較多,擁堵排名大幅下降實屬不易。
業內人士分析,地鐵線網不斷延伸,大大提升城市交通功能,特別是越江地鐵立下首功。
已開通的地鐵中,2號線、3號線、4號線、6號線、8號線共5條線路穿越長江或漢江。即將開通的7號線一期工程,以公鐵合建隧道的形式下穿長江,必將有效緩解長江二橋、長江隧道的過江通行壓力,進一步突破大江大河的阻隔。
根據預測,隨著地鐵7號線一期和11號線東段(光谷火車站—左嶺)工程開通試運營,武漢地鐵通車里程將達288公里,常態化客流將達350萬乘次,約占該市公共客流45%。
“超級工程”對應超級難度
武漢長江公鐵隧道曾走進央視《超級工程Ⅱ》紀錄片第一集《中國路》,引發廣泛關注。
這一工程也被譽為“全球性超級工程”。“超級工程”背后,對應的是超級難度。
武昌徐家棚地鐵7號線越江項目部院內,擺放著一排排廢棄的刀具,都有不同程度損壞:150公斤的圓形滾刀被磨成方形,60公斤的刮刀被磨成禿刀,有些甚至硬生生地折斷……盾構始發至今兩年時間里,累計更換刀具4000多把。
這些受損的刀具,以不同的形狀和姿勢,見證著越江隧道里的攻堅克難。
因公鐵合建,該隧道管片直徑15.2米,相當于五層樓高,是地鐵2號線兩倍多,比地鐵8號線單洞雙軌隧道直徑還多3.1米;盾構斷面195平方米,是2號線、4號線的6倍多;隧道挖掘出來的土方有100多萬立方米,出土量相當于建造一座上海金茂大廈的建筑體量。
兩臺盾構機“三陽號”和“開泰號”承擔掘進重任,每個都是“巨無霸”——全長達到創紀錄的167米,直徑約15.76米,總重4400噸,僅刀盤重約575噸,共有刀具131把,分為滾刀、齒刀、刮刀、先行刀、中心刀等類型,功用類似人的磨牙、切牙、尖牙等,在掘進時對地層進行“磨、切、削”。
武漢地鐵集團二級項目經理倪正茂介紹,盾構機始發不久,就遇到復雜地質:在長約1360米的江底,同時分布著強度極高的礫巖和黏性極大的泥巖,兩者如同“鉆石層”和“年糕團”,一方面快速磨損盾構機的刀具,另一方面又結成泥餅貼在刀盤上,大大增加盾構機地下切割的難度。
從2016年11月開始,盾構機掘進速度由每天8環16米快速下降,到2017年6月,出現1天僅能掘進1環2米的情況。
這種“上軟下硬”地層,在以前越江施工中也遇到過,但7號線盾構機太大,施工難度呈幾何級數放大,成為“超級難題”。
殘酷的現實擺在面前,闊步邁向世界級地鐵城市的大武漢,已經沒有退路,必須打通這條越江隧道!為此,武漢地鐵集團與各參建單位攜手共進,不斷進行技術攻關。
針對“上軟下硬”地層,技術人員對刀盤進行改良。
在以前的刀盤上,先行刀最高,遇到任何障礙物,都是它先行,由于盾構設計為了滿足常壓下換刀,先行刀切削下來的渣土在刀盤面板上行走距離遠,渣土不能快速進入開挖倉內,渣土間的黏連導致刀盤面板與開挖面之間淤積大量渣土,高壓之下,這些渣土在刀盤面板上固結成泥餅,先行刀被泥餅包裹失去切削能力。
技術人員改變原有設計理念,加高刮刀高度,使刮刀與先行刀同高,讓刮刀主動參與切削,降低先行刀參與切削的比例,這樣刮刀切削的渣土可以直接進入開挖倉,先行刀切削的渣土少了,刀盤結泥的可能性變小,效率大大提高。
關鍵時刻,武漢地鐵集團邀請來中國科學院院士孫鈞、中國工程院院士錢七虎、陳湘生及國外著名盾構專家組成專家團隊剖析難題。根據專家建議,進行4項革新,一是調整刀具配置,使切、削、刮、磨更加有效;二是向刀盤注入化學藥劑,消解泥餅;三是增加流量加快對刀盤的沖洗;四是增加工業氣體,阻止渣土在刀盤面板上黏連,緩解泥餅產生。
歷經700多天艱苦奮戰,這個“超級難題”被攻克。
世界級標簽 世界級樣本
武漢長江公鐵隧道,是世界上首條已建成的公鐵合建盾構隧道,已經貼上“世界級標簽”,成為“世界級樣本”,必將載入世界越江隧道工程建造史。
業界人士介紹,世界上有多條超大直徑盾構隧道正在建設中,但從建設周期、隧道長度等因素綜合考慮,武漢長江公鐵隧道是其中的佼佼者。
中國香港屯門赤鱲角隧道是一條超大直徑盾構隧道,盾構直徑超過武漢地鐵7號線三陽路長江隧道。根據公開報道,隧道開工時間是2013年6月,啟用時間最快也要到2020年。
美國西雅圖SR99工程也涉及到超大直徑盾構施工,盾構直徑同樣也超過三陽路長江隧道,但施工過程中曾發生過嚴重故障,被迫更換盾構機主軸承,耽誤兩年工期。此外,盾構機始發時間SR99工程遠遠早于三陽路長江隧道,截至目前,該項工程尚未開通運營。
武漢長江公鐵隧道2016年4月完成盾構始發,兩年后就實現貫通目標,再次彰顯武漢地鐵建設的強大實力。
中鐵第四勘察設計院集團董事長蔣再秋說,武漢長江公鐵隧道創造了我國在土巖復合地層修建超大直徑盾構隧道的歷史,是“一隧多用”和集約化利用城市空間的典范之作。
上海城建集團總裁周文波如此評價:雖然超大直徑盾構成為趨勢,但在實施中并非一帆風順,在武漢長江公鐵隧道建設中,建設者克服了難以想象的困難。
中鐵十四局集團董事長張挺軍表示,武漢長江公鐵隧道的建設,對于提高中國在水下盾構和大直徑盾構領域的核心競爭優勢和市場話語權具有十分重要的意義。
武漢長江公鐵隧道的建設經驗,不僅讓武漢人民為之振奮,也讓兄弟城市的地鐵建設者備受鼓舞,一些超大直徑盾構施工項目紛紛從幕后走向前臺。
濟南濟濼路下穿黃河隧道工程去年底破土動工,成為黃河上第一條超大直徑公鐵合建的隧道。設計單位負責人孫文昊說,正是武漢地鐵三陽路長江隧道的示范效應,堅定了濟南下穿黃河建設公鐵兩用隧道的決心。
除濟南外,杭州正在對富陽富春江隧道進行前期研究,超大直徑盾構施工是重點研究內容;上海的一項重大工程,也決定采用超大直徑盾構施工。
“這一公鐵合建方式,驗證了超大直徑盾構施工方案在實踐中的可行性、經濟性,不僅施工過程安全可控,而且一次性完成公路和地鐵建設,大大節約單獨建橋或建隧的成本。”孫文昊說。
本月中旬舉行的武漢長江公鐵隧道開通條件專家評審會上,評審專家組認為,該隧道工程的探索和創新,對全國各地公鐵合建隧道的建設、運營均具有重要借鑒意義。
2號線、4號線、7號線、8號線越長江,3號線、6號線越漢江……根據規劃,將有十余條越江隧道組成的“豪華陣容”環通三鎮,奮力突破大江大河對城市的分割和阻隔。
武漢地鐵集團董事長周少東表示,目前武漢地鐵已經 4次穿越長江、2次穿越漢江,已掌握多項越江隧道的勘察、設計、施工等全套關鍵技術,分別是以越江隧道排煙救援疏散為代表的系統工程技術,以超深基坑、江底聯絡通道、盾構施工和單洞雙線雙層襯砌為代表的土建工程技術,以武漢長江公鐵隧道、公鐵分合建轉換為代表的綜合技術和綠色生態技術。
正在建設世界級地鐵城市的大武漢,正在集結世界級越江隧道群!
(新媒體責編:news1166)
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