南京长江五桥夹江隧道的位置
工程概况
南京长江第五大桥是205国道和312国道跨越长江的共线通道，位于长江三桥下游约5km，长江大桥上游约13km处。作为南京第七条道路过江通道，是连接主城区与江北新区的重要纽带，同时也是南京“高快速路系统”中绕城公路的重要组成部分。工程建成后，将形成“井字快速路”＋“快速一环”的快速路网，是连接主城与江北新区的重要枢纽，对缓解交通压力、发展江北新区有重要的作用和意义。计划2020年底建成通车。
长江五桥采用“桥加隧”模式，跨越长江主江的工程采用大桥方式，穿越夹江则采用隧道方式。夹江隧道全长只有1159m，但开挖直径15.46m，属国内罕见超大直径盾构隧道，再加上地质复杂，工程花费4亿元引进超大直径盾构掘进机。按照工程进度计划，南京长江五桥将于2020年底建成通车，成为南京第4条免费过江通道。
隧道工程平面示意图
届时，从河西的江山大街，通过长11km、双向六车道的五桥通道过江，到达江北五里桥只需要不到10min。
工程地质环境
长江段多为透水性地层，基岩埋深浅，且存在断层、岩溶等不良地质条件，盾构隧道要经过整个长江的松软砂层淤泥质土，还要经过夹江的两道长江大堤，施工风险高。工程始发端最浅覆土7.1m，不足0.5倍隧道直径，为浅覆土始发。最深处41.6m，水土压力4巴。盾构隧道建设面临高水压和长距离穿越复合地层等技术难点。
工程环境保护要求高
隧道项目面临“特殊地质情况、浅覆土、小净距、穿越大堤、盾构机洞内回拖”等风险，还存在基坑管涌、建构筑物变形等高风险。工作井基坑深度达38.9m，相当于地下13层楼高度，属于南京第一超深基坑。在环保要求上，工程地处江心洲生态科技岛，紧邻夹江饮用水源保护地，环境保护、绿色施工要求也很高。
隧道设计
梅子洲过江通道连接线设计速度80km/h、双向六车道，道路等级为一级公路兼顾城市快速路，隧道全长1159m，管片外径15m，开挖直径15.46m，属国内罕见超大直径盾构隧道。设置6条匝道与地面道路相连，匝道全长1548m。滨江大道下穿隧道为下穿青奥广场及青年公园的地下市政隧道，设计速度60km/h、双向六车道，道路等级为城市快速路。其中，滨江大道下穿通道长1260m，并设置5条匝道与梅子洲主线隧道及青奥会议中心相连，匝道全长1293m。
隧道设计方案论证会
盾构装备与现场安装
（1）盾构装备
该盾构机体型巨大，结构复杂。盾构机整机长140m，功率约6100kW，在刀盘等方面进行了革新，总重达3500余吨，具备常压换刀功能，共安装了237把不同类型刀具，其中有三分之一的刀具可以进行常压换刀。
盾构掘进机装备
在最核心的设备平台上的正前方，有一扇圆形的小窗。这扇小窗前，就是正在旋转开掘的盾构机刀盘，在地下一边开挖，一边前进。电器房中的设备十分自动化、现代化。在盾构机最核心的设备平台的正前方，有一扇圆形的小窗。这扇小窗前，就是正在旋转开掘的盾构机刀盘，在地下一边开挖，一边前进。
该盾构总结了苏通综合管廊项目的施工经验，增加了刀盘的开口率，改进了中心冲刷系统，专门用来对付南京长江五桥夹江的粉细沙这种超敏感、易坍塌冒顶地层，防止刀盘结泥饼，达到快速掘进、降低风险的目的。
（2）盾构安装
2017年6月26日签订盾构机订制合同后，先后组织了盾构机设计联络会、盾构机吊装组装方案研讨会等大大小小十余次专家论谈会，确保盾构机具备最佳性能和姿态。
盾构始发井工地现场
为确保完成盾构机组装，项目部制订了图表化方案，对组装顺序、设备、人员、安全防控措施等进行了详细安排，对吊装设备吊装能力、地基承载力及钢丝绳、吊耳承受负荷等认真反复验算，对技术人员及施工人员多次交底培训，确保盾构机组装万无一失。
盾构大刀盘吊入
盾构机整机长度为140m，由刀盘、主机、后配套台车三部分组成，大小零部件几万个，还有错综复杂的电气、液压系统、循环管路等，整机重量约3000t。项目计划用了100d让几万个盾构机零部件各自就位，拼装成最大总推力199504kN、最大推进速度为50mm/min的盾构机。
盾构部件吊入安装
“新时代号”盾构机计划2018年12月底始发，开始长1159m在江面下约40m深处的穿江之旅。
工程施工
（1）超大直径盾构始发
2018年12月26日上午，随着“新时代号”盾构机刀盘棘徐启动，隧道进入主体施工阶段。
盾构机施工现场
五桥夹江隧道右线盾构始发，面临多个技术难关，通过大盾构数据监控中心提供远程监测与技术保障，确保工程安全顺利实施。首次采用高精度激光跟踪仪测量管片拼装精度，还开发利用自动监测系统，实时控制管片沉降、上浮。数据显示，右线盾构掘进过程中，夹江两岸大堤的最大沉降仅为4mm；盾构接收引起的地面最大沉降小于1cm，周边建筑物未发生变形。右线成形隧道管片最大错台小于15mm，未有渗漏现象，实体质量优于检验评定标准的要求。
（2）盾构穿越对圆形风井结构
圆形风井围护结构示意图
过江通道过江隧道地质条件复杂多变，地层软弱不均。其中梅子洲风井位于梅子洲尾部一水塘中，平面呈圆形，外直径为29.2m，内直径为26.8m，底板埋深约为21.152m，基坑开挖44.452m。工作井采用了壁厚为1.2m的圆形地下连续墙，地连墙内上半部分紧贴内衬墙，包括顶冠梁在内的4道钢筋混凝土环梁对结构进行围檩支撑，顶冠梁尺寸为1.2m×2.5m（高×宽），第1—3道环梁尺寸均为1.2m×1.5m（高×宽）。
风井中心处盾构隧道埋深约23.417m。盾构穿越区地下连续墙采用玻璃纤维（GFＲP）筋等强度替代普通钢筋，以便于盾构直接切割玻璃纤维（GFＲP）筋和混凝土，减小盾构穿越风井的施工风险。风井围护结构在施工后，由于外围水土压力作用处于承力状态，当盾构穿越时，素混凝土被开挖，地连墙部分被破坏，风井的整个支护结构将发生较大程度的应力和变形调整，特别是地连墙部分被开挖破除，圆形拱效应影响较大。
通过对破井所用的三种强度素混凝土进行计算对比，采用C15混凝土，既能减小盾构穿越施工难度，又能保证围护结构的受力安全稳定。对破井前后的梅子洲风井围护结构采用特殊的数值模拟方法，盾构穿越区域采用实体单元，约束采用土弹簧模拟方式，既大大减少了数值模型的单元数量和计算时间，又便于结构分析，同时还能满足工程精度要求。
破井前后地连墙的变形和内力变化都很大，特别是盾构区域附近的竖向和环向弯矩，最大增幅分别为45%和228%。内衬墙除竖向最大负弯矩值变化较小外，环向弯矩和竖向最大正弯矩均存在较大变化，竖向弯矩最大增幅54%，环向弯矩最大增幅200%。冠梁的最大竖向弯矩变化不大，但最大环向弯矩变化很大，最大增幅为1160%，3道环梁的内力值在盾构穿越前后均较小。因此，工程设计时对地连墙、内衬墙和冠梁内力较大区域加强配筋，保证了盾构安全顺利地通过。
（3）隧道右线贯通
2019年10月25日，全长1159m的南京长江第五大桥夹江隧道右线穿越了长江复杂地层顺利贯通。