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湖南长沙湘雅路过江通道

作者:  来源:隧道网  发布:2023/1/15  浏览: + 放大字体 | - 减小字体

摘 要:长沙湘雅路过江通道工程将采用隧道形式,西起岳麓区桐梓坡路与岳华路交叉口,东至湘雅路与芙蓉中路交叉口,线路全长4.18km, 双向6车道。项目包含隧道及地面道路两部分,除隧道两端主出入口外,河东、河西分别设置一对进出匝道,4条匝道总长约1601m,设计速度50km/h。 隧道工程盾构法施工,采用Φ15m级超大直径泥水平衡盾构机,将先后两次从河西始发井向河东盾构接收井掘进施工,最小掘进半径840m,覆土深度8.7m~31m。西岸盾构段还将侧穿历史保护建筑裕湘纱厂,水平距离仅8m,盾构掘进控制要求十分严格。

右线全长1425m,盾构已经完成近90%

工程概况

长沙雅路过江通道工程总投资53.278亿元,位于三一大道与营盘路之间,工程西起岳麓区岳华路,东至开福区芙蓉路。项目西起岳麓区岳华路,东接开福区芙蓉中路,全长4180m。其中过江段采用盾构法施工,左线隧道长1429m,右线隧道长1425m。工程由长沙城发集团投资建设,中铁十四局集团负责施工,2019年8月开工建设,总工期4年。

Φ15m级超大直径泥水盾构施工    工程采用隧道形式,西起岳麓区桐梓坡路与岳华路交叉口,东至湘雅路与芙蓉中路交叉口,线路全长4.18km, 双向6车道。项目包含隧道及地面道路两部分,除隧道两端主出入口外,河东、河西分别设置一对进出匝道,4条匝道总长约1601m,设计速度50km/h。

隧道工程盾构法施工,采用Φ15m级超大直径泥水平衡盾构机,将先后两次从河西始发井向河东盾构接收井掘进施工,最小掘进半径840m,覆土深度8.7m~31m。西岸盾构段还将侧穿历史保护建筑裕湘纱厂,水平距离仅8m,盾构掘进控制要求十分严格。

雅路过江通道位于三一大道与营盘路之间

长沙湘雅路过江隧道越湘江段采用盾构法施工,岸上段采用明挖法施工,根据隧道功能及施工需要分别在湘江西岸和东岸各设置一座盾构工作井和主线明挖段。目前河西盾构始发井及一区明挖段围护结构已施工完成,正在进行基坑开挖及支护施工,隧道主体结构完成后具备盾构机施工条件。

长沙雅路过江通道工程平面示意图

4次下穿湘江大堤    长沙湘雅路隧道盾构机需要4次下穿湘江大堤,还需穿越湘江下方两条总长450多米的断层破碎带,地质条件复杂,施工风险高。隧道河西段与地铁6号线同期作业,现场施工场地狭小,施工组织难度大。该段基坑长度330m,平均宽度36m,最大开挖深度37m,相当于10多层楼高,属于深基坑项目,其体量相当于3个常规地铁车站的工程量。

与地铁6号线部分共线   长沙湘雅路隧道全线与地铁6号线部分共线,存在多处交织,隧道将分别上跨地铁6号线六沟垅站和文昌阁站,与这两个车站采用合建形式,占用其地下负一层空间,避免二次开挖。同时,湘雅路隧道还将上跨已运营的地铁1号线文昌阁站至开福寺站区间,两者垂直距离仅2.8m,存在较大施工难度。

与地铁6号线部分共线

长沙湘雅路过江通道出入口设计图

工程水文地质

长沙湘雅路过江通道施工面临施工周边环境和地质条件复杂,长距离岩层掘进,始发难度大等施工难题;涉及穿越古建筑、湘江大堤、两穿断裂带,上跨地铁1号线,与地铁6号线交错并行等高难度风险源。

长沙湘雅路过江通道工程平面图

长沙湘雅路过江通道工程需要4次下穿湘江大堤,还需穿越湘江下方两条总长450多m的断层破碎带,地质条件复杂。隧道不仅穿越古建筑、湘江大堤,两穿断裂带,还上跨地铁1号线,与地铁6号线交错并行。

工程将先后穿越潇湘路、裕湘纱厂、湘江西岸大堤三个风险源的穿越任务,施工中,克服了深基坑、小曲线大坡度盾构始发、下穿风险高等一系列难题。针对该工程复杂环境,项目多次组织召开专家会论证优化,并联合铁建重工为盾构施工量身打造了一台开挖直径15.01m盾构机。

长沙湘雅路过江通道工程剖面图

隧道设计

设计参数

(1)项目起止:西起岳麓区桐梓坡路与岳华路交叉口,东至湘雅路与芙蓉中路交叉口;

(2)隧道长度:线路全长4.18km,其中1429m采用盾构法施工穿越湘江;

(3)隧道设计:双管双向六车道,单边宽13.7m,行车时速50km,管片外径14.5m,是长沙首条双向六车道过江隧道;

(4)项目包含:项目包含隧道及地面道路两部分;

(5)匝道情况:除隧道两端主出入口外,河东、河西分别设置一对进出匝道,4条匝道总 长约1601m;

(6)通车时间:湘雅路过江通道计划2023年8月建成通车,届时将解决长沙中心城区过江交通“瓶颈”问题,极大地缓解银盆岭大桥和营盘路隧道过江压力,实现连线成网、内外通畅的目标。

隧道设计效果图

工程难点

(1)近距穿越地铁线    长沙湘雅路隧道全线与地铁6号线部分共线,存在多处交织,隧道将分别上跨地铁6号线六沟垅站和文昌阁站,与这两个车站采用合建形式,占用其地下负一层空间,避免二次开挖。湘雅路隧道还将上跨已运营的地铁1号线文昌阁站至开福寺站区间,两者垂直距离仅2.8m,存在较大施工难度。

(2)穿越湘江下方450多米断层破碎带    湘雅路隧道需要4次下穿湘江大堤;穿越湘江下方两条总长450多米的断层破碎带,地质条件复杂,施工风险高。

盾构穿越湘江下断层破碎带

隧道工程项目同期作业    隧道河西段与地铁6号线同期作业,现场施工场地狭小,施工组织难度大。需要深挖基坑,其基坑体量相当于3个常规地铁车站的工程量。

隧道工程项目同期作业

“星盛号”在长沙第一产业园下线    

2020年11月6日,湖南最大直径盾构机“星盛号”在铁建重工长沙第一产业园下线,这是湖南境内应用的最大直径盾构机。

长沙湘雅路过江通道全长4.18km,与长沙地铁6号线同期平行施工,施工难度大。针对穿越地质,打造具有知识产权的“星盛号”泥水平衡盾构机,刀盘开挖直径15.01m,盾构全长130m,重4100t,最大推力2.2万kN,配备高耐压伸缩主驱动、开挖舱摄像头、超前注浆系统;盾构具有国内最大直径带压换刀刀盘、高耐磨长寿命刀具。主要特点如下:

“星盛号”在长沙第一产业园下线

重载复合刀盘加高耐磨长寿命刀具    针对工程及地质特点,“星盛号”采用重载复合刀盘加高耐磨长寿命刀具、7.6m重载主轴承设计,可有效应对在江底岩层、复合地层掘进时对盾构机刀盘的冲击,降低换刀频率,实现了复合硬岩地层中500m不用换刀,同时也减少了江底换刀次数,大大提高了掘进工效与施工安全系数,提高开挖效率。

直接加间接式泥浆出渣技术及舱内高效碎石    在研制过程中,研制团队还采用了一系列创新性、针对性设计,通过直接加间接式泥浆出渣技术及舱内高效碎石技术,有效解决盾构机穿越断裂破碎带地层时出现的渣土滞排等难题.

高精度气液压力平衡控制技术    采用高精度气液压力平衡控制技术,可精确控制开挖舱内压力平衡,确保盾构机下穿湘江时的施工安全。

管片箱函同步吊运与拼装等技术    同时运用管片箱函同步吊运与拼装等技术,实现管片箱涵同步施工,提高施工效率。

左线盾构始发    

2020年1月3日,湘雅路过江隧道日前完成河西段盾构始发井维护桩和冠梁施工,开始基坑开挖,工程正式进入主体施工阶段。

2021年1月1日,“长沙造”湖南最大直径泥水平衡盾构机“星盛号”台车下井。项目部管理人员和工人春节期间坚守岗位,抢抓工期赶进度。

2月21日,刀盘吊装下井,随后顺利完成盾构机掘进前的全部组装调试工作。

3月30日,长沙湘雅路过江通道工程北线隧道举行“星盛号”盾构机始发仪式,省委常委、长沙市委书记吴桂英宣布湘雅路过江通道盾构机始发。

“星盛号”盾构始发

穿越段为破碎带和浅覆土重合区    “星盛号”盾构始发后,攻克超大坡度小曲线始发,穿越古建筑、湘江大堤,开始穿越湘江。2021年10月10日,盾构机安全穿越长约170m江中断裂带。

2022年1月2日,北线盾构隧道完成第657环拼装,盾构机成功穿越该工程最大风险源——编号为F85-1的浅覆土与破碎带重合区,距离湘江东岸大堤不到50m。

北线盾构隧道完成第657环拼装

“星盛号”盾构机穿越段为破碎带和浅覆土重合区,长85m,地层埋深8.5m~12.2m,覆土更浅,断面主要为破碎岩,呈碎裂结构,岩质较软且软硬不均。同时隧道存在5%的上坡,平面转弯曲线半径975m,且距离湘江东岸大堤不到50m。盾构机在此次破碎带和浅覆土重合区穿越过程中风险较大,容易出现江面冒顶冒浆、开挖面坍塌,甚至盾构机被困等风险,又因为离湘江东岸距离较近的原因,穿越的施工控制难度更大,风险也更高。为确保“星盛号”盾构机穿越成功,先后召开了10余次专项方案讨论会、论证会,并在该地段采取江中注浆加固的预处理措施,在进入破碎带前,对盾构机及其附属设备进行了专项维保检查、带压进舱换刀作业,穿越过程中加强参数管理,保证壁后注浆质量,匀速掘进,尽量减小对地层的扰动。

建立负责人带班制度,24h轮班对穿越F85-1破碎带进行风险管控,同时要求总承包单位盾构技术中心专家驻场盯控,项目组、监理、监测单位加强检查和督促;并且在隧道内与江边准备了充足的应急物资,配备望远镜与船只时刻对江面开展巡查。

施工期间刚好遇上长沙雨雪低温天气,参建各方通力合作、齐心协力下,先后克服了隧道内高温潮湿、设备噪音、冰雪低温渣土外运困难等情况,在确保人员及施工安全的前提下,300多名施工人员倒班作业,放弃周末及节假日,坚守岗位。通过一系列举措,“星盛号”盾构机成功穿越F85-1破碎带,没有出现江中冒顶、冒浆、坍塌等事故。

隧道内景

6次组织专业潜水员进舱换刀     盾构施工,解决了长距离高强度岩层掘进等施工难题,先后6次组织专业潜水员进舱换刀,累计进舱500余舱,更换刀具300余把。

盾构施工创造了岩层掘进月均180m、最高月进尺270m的施工记录,为同类型江底岩层盾构施工积累了宝贵经验。北线盾构隧道贯通后,盾构机将进行拆解、转场及二次组装调试,运输至湘江西岸进行南线盾构隧道掘进。

左线盾构贯通

2021年1月26日,“星盛号”盾构机先后完成潇湘路、裕湘纱厂、湘江西岸大堤三个风险源的穿越任务,克服了小曲线大坡度盾构始发、下穿风险高等一系列难题,破墙进入接收井,长沙湘雅路过江通道北线隧道贯通。

“星盛号”盾构贯通

右线盾构始发

2022年4月19日,长沙湘雅路过江通道工程“星盛号”盾构机刀盘顺利吊装进入隧道南线盾构始发井。“星盛号”盾构机刀盘整体重量近500t,刀盘下井是整盾构机吊组装过程中难度最高、危险系数最大的一项工序。

大刀盘吊装下井

随后,盾构机盾体、连接桥、1号台车、1号台车、3号台车、4号台车以及主驱动均已吊组装完成,开始组装调试工作,为隧道南线始发掘进条件。“星盛号”承担着左线和右线隧道掘进任务,在今年初完成左线掘进任务后,项目利用4个多月的时间,相继完成了盾构机拆解吊装、超大型部件转场转运、盾构机二次吊装组装调试,实现了工程重大节点突破。

盾构机成功二次吊装组装调试

2022年6月20日,湘雅路过江通道右线“星盛号”盾构机始发。南线隧道施工面临施工周边环境和地质条件复杂、长距离岩层掘进、始发难度大等施工难题,涉及穿越古建筑、湘江大堤和破碎带,上跨地铁1号线,与地铁6号线交错并行等高难度风险源。

右线“星盛号”盾构机始发

“星盛号”盾构机具备带压换刀复合刀盘、高耐磨长寿命刀具、高耐压可伸缩主驱动、开挖仓摄像头、超前注浆系统等先进功能。

协调盾构施工各工序有序推进

盾构始发后,以每天6-10m的速度24h不断推进。施工结合了左线盾构隧道掘进经验,优化施工计划和资源配置,协调盾构施工各工序有序推进。8月,顺利穿过湘江西岸大堤,驶入湘江底部。10月推进完成302环,向东推进了604m。11月“星盛号”盾构机顺利穿越傅家洲到达了湘江东汊,现正在穿越两条江中断裂带。盾构施工24h2班倒、不停工作业.为应对隧道内高温,项目采取了多项措施,比如采购了制冰机利用冰块降温,配置水冷风扇、冰箱,设置了空调休息室,全力保证施工作业人员的身体健康。

正在穿越两条江中断裂带

右线盾构已经完成近90%

2023年1月15日,湘雅路过江通道右线全长1425m,盾构已经完成近90%,每天可以盾构掘进4~5环,也就是前进8~10m,预计3月贯通,年底实现主线通车。

盾构已完成近90%,每天盾构掘进4~5环

2023年建成通车

湘雅路过江通道全长4180m,其中1429m采用盾构法施工穿越湘江,隧道设计为双管双向6车道,管片外径14.5m,设计行车时速50km。目前已经掘进完成了1200米左右,预计3月份就能完成右线贯通,届时湘雅路过江通道将实现双线贯通。另外,湘雅路隧道的河东明挖段施工也在进行中,预计今年8月主体完工。计划2023年建成通车。

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