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从创新维度看郊环隧道

作者:田海洋  来源:城投公路  发布:2019/12/31  浏览: + 放大字体 | - 减小字体

摘 要:郊环隧道(浦西牡丹江路-浦东外环线)新建工程西起浦西浦东牡丹江路,东至浦东外环线,全长6.465km,圆隧道段长5.2km,隧道外径15m,内径13.7m,环宽2m,管片厚度65cm,线路最大纵坡3%,最小转弯半径950m,是目前黄浦江底距离最长、直径最大的越江隧道。2014年12月6日开工,2019年12月28日竣工通车。

正式命名:郊环隧道

曾用名:沿江通道越江隧道

工程情况:沿江通道越江隧道(浦西牡丹江路-浦东外环线)新建工程西起浦西浦东牡丹江路,东至浦东外环线,全长6.465km,圆隧道段长5.2km,隧道外径15m,内径13.7m,环宽2m,管片厚度65cm,线路最大纵坡3%,最小转弯半径950m,是目前黄浦江底距离最长、直径最大的越江隧道。2014年12月6日开工,2019年12月28日竣工通车。

首条连续穿越长江和黄浦江的超大直径盾构隧道

创造了世界上15m级超大直径盾构服役里程新纪录

两台功勋盾构,一路披荆斩棘,曾先后服务于上海长江隧道、上海长江路隧道、钱江隧道,穿越过长江、黄浦江、钱塘江等长三角区域的大江大河,此次沿江通道工程的推进是他们服务的第四个工程,至今累计推进里程达到19.22km和15.86km,创造了世界上15m级超大直径盾构服役里程新纪录。

攻克15m级超大直径盾构穿越世界级难题

沿江通道越江隧道两台盾构先后通过小沙背涵闸、长江一线大堤、长航码头、国际游轮码头桩基、钢渣层、吴淞导堤、浦东苗圃大堤等穿越难点。面临五大难点:

难点一

超大直径盾构两次穿越百年吴淞导堤。穿越吴淞口导堤,导堤使用年限已经超过100年,沿江通道盾构机将从导堤正下方穿越两次,百年吴淞导堤安全受控。

难点二

连续性长距离穿越长江一线大堤。15m级超大直径盾构两次穿越长江大堤的长度,单次长度近3000米,确保长江一线大堤防汛安全。

难点三

连续性近距离穿越码头桩基群。隧道沿线需近距离穿越国际邮轮码头引桥、老长航码头和宝杨码头撑杆墩等桩基,特别是国际邮轮码头区域地上地下构筑物纷繁复杂,且多为重要构筑物。

难点四

连续性长距离穿越特殊钢渣地层。穿越炮台湾湿地公园,公园下有厚度不等的钢渣,两台盾构总共需要穿越将近1600米的特殊钢渣层,钢渣最深之处距离隧道顶部5.3米,如有不慎钢渣侵入开挖面将对盾构机产生巨大风险,通过向开挖面加入一定量的轻质堵漏物质,改善开挖面支护能力,防止坍塌或钢渣下落。

难点五

超大直径穿越和建构筑物保护。小沙背涵闸是宝山沿江重要的引排水通道,盾构穿越时需同步对该涵闸进行改造和保护,隧道顶部实际覆土仅为7米,盾构在穿越时需克服浅覆土施工、隧道上浮、地面构筑物保护等多项施工难题。在各参建单位协同努力下,左右线分别顺利穿越,沉降在可控范围内。

科技创新,确保沿江通道安全推进

随着社会对环境保护、生态文明的要求日益提高,大型市政工程必然走上绿色、和谐之路;基础设施建设进入新的发展阶段,标准化施工已是大势所趋。沿江通道越江隧道从环保集约利用、防灾救援体系、施工工艺创新等三方面着手。

在隧道环保集约技术利用方面

一是郊环隧道600万立方弃浆通过过与横沙圈围项目有效结合,将泥浆与疏浚土混合作为回填料进行处置,实现工程泥浆资源化利用,减轻对环境的影响。

二是为了改善超长隧道沥青摊铺的环境控制,引入隧道沥青净味技术,与传统热沥青相比,有效降低沥青和沥青混合料中影响空气质量的气体(SOx,NOx,PM10等)排放幅度大约为40%,从而真正践行“青山绿水”的理念,为创建绿色道路提供了更清洁的解决方案和标准。

三是郊环隧道全隧道采用LED作为光源,特别是采用LED光源作为加强照明,比传统光源节能30%以上,进一步提升了城市地下工程节能减排水平。

四是采用大型轴流风机变频技术对重载交通流量隧道通风频繁开机的节能控制。

五是郊环隧道采用高压细水雾降温系统来解决重载交通流量大、距离长、车辆拥堵情况高等的隧道升温问题。

在隧道综合防灾体系方面

一是郊环隧道由52000块巨大的环状管片拼装而成,最深处的埋深达55米,通过管片自防水、弹性橡胶密封垫、管片外侧膨胀止水条等“三道防线”确保郊环隧道滴水不漏。

二是多位一体的立体消防救援疏散体系应用。作为火灾设防标准达到50MW且重载交通流量大、拥堵情况高的盾构法越江隧道,形成“间隔830m的横向连接通道+间隔270m的向下逃生楼梯+全线车道板下部纵向逃生通道+全线车道板下部专用消防救援车道”的立体救援模式,圆隧道车道板逃生人员可实现“横向、上下、纵向”的快速逃生,进一步推动完善超大、特长隧道救援体系。

在施工工艺创新方面

围绕工程建设的难点,施工单位相继开展《既有大直径盾构装备安全性能评估技术》、《大深度大厚度GXJ接头地下连续墙施工技术研究》、《沿江通道越江隧道φ15430泥水平衡盾构隧道施工技术综合研究》等课题的研究;

开拓了泥浆处置新思路、创新GXJ接头地下连续墙施工工艺、改进预制“口”字件施工工艺、研制隧道预制烟道板安装机具、创新废旧盾构机改造再出发、实现研发趸船模块化集成泥水处理系统新尝试、超长联络通道冻结管顶管施工工艺创新、明挖段采用装配式侧墙钢模、老长航码头区域拔桩技术;在取得一定经济效益与社会效益的同时,也为沿江通道的安全、优质、高效建设提供了坚实的技术保障。

在隧道浦东立交桥梁建设中采用了全预制桥梁拼装技术。从预制小箱梁、钢箱梁、预制盖梁、预制立柱、预制防撞墙到钢管桩,除混凝土承台之外所有桥梁结构构件,均采用了工程预制现场拼装的施工工艺。节省了70%的人工以及50%的工期。

通过BIM信息化管理,提升隧道建设和运维管理水平

通过BIM隧道和桥梁模型的创建、深化和基于模型的应用,进一步解决设计图纸问题和现场安装实际问题,指导现场施工,减少签证和变更,辅助施工决策,提高施工质量;并利用BIM协同管理平台,实现基于BIM的数据共享和可视化建设管理,提升项目管控能力;最终在项目竣工时,提供包含竣工资料的竣工模型,为运营阶段数字化资产管理和运维管理提供模型及数据基础。



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