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“万里黄河第一隧”济南黄河济泺路隧道建成通车

来源:山东商报·速豹新闻网

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2021-09-29 13:48:09

原标题:“万里黄河第一隧”济南黄河济泺路隧道建成通车

来源:山东商报·速豹新闻网

9月29日,由济南城市建设集团建设、中铁十四局施工的“万里黄河第一隧”——济南黄河济泺路隧道正式通车。济南新旧动能转换起步区新建第一条穿黄通道双向开通,这也是全球首条穿越地上悬河的盾构隧道,标志着济南“携河北跨”发展步伐进一步加快。

济南黄河济泺路隧道南起泺口南路,向北穿越二环北路、绕城北高速、黄河,在邯济铁路西侧接现状309国道,工程连通主城区和济北次中心,是济南市落实黄河流域生态保护和高质量发展国家战略重大工程。

项目全长4760米,其中2519.2米采用盾构隧道形式下穿黄河,隧道管片外径15.2米,隧道内上层为双向6车道城市道路,下层为轨道交通预留。项目总投资66.68亿元,是目前世界上直径最大的公轨合建隧道。

据中铁十四局项目负责人历朋林介绍,黄河从河南境内到出海口逐渐形成地上悬河,隧道所在的泺口段河床高出南岸天桥区地面5米,最大洪水位高出11.62米,是一条罕见的、水量巨大的地上“悬河”。隧道具有长距离、浅覆土、高水压、超大直径、超深基坑等特点,施工风险极大,被誉为“万里黄河第一隧”。

针对工程水文和地质条件,中铁十四局与建设单位联合研制两台开挖直径15.76米的泥水平衡盾构机施工。充分发挥多年来盾构施工穿越江河湖海的丰富经验,在每一环掘进中都根据覆土厚度、土质、容重等参数,计算盾构机切口压力,随时调整参数,保持盾构机和土体压力平衡。在两岸大堤上每10米设置一处沉降观测点,每天测4次标高,确保大堤零沉降。期间还攻克了钙质结核地层,粉质黏土、俗称老胶泥地层造成的管道磨损、卡泵、吸口堵塞等一系列世界级难题,在历经511天掘进后,两条隧道相继贯通。平均每天平稳掘进10.8米,最高月进度370米,创造了同类隧道施工的最新记录。​

期间,技术创新团队取得了19项科研成果和88项专利,获得第三届“优路杯”全国BIM技术大赛金奖、山东省地下空间工程技术创新成果等奖项,进一步提升了我国盾构隧道建造能力和技术水平。国家最高科学技术奖获得者、中国工程院钱七虎院士表示,“这是一条以科技创新为支撑的高质量隧道”,为建设黄河中下游通道提供了有力依据,形成的超大直径盾构适应性选型配置等关键技术达到国际领先水平。

据悉,济南新旧动能转换起步区为继雄安新区起步区之后的全国第二个起步区。济泺路隧道通车后,开车最快5分钟就可过黄河。北跨携河发展对引导济南城市人口、基础设施和产业向北拓展,扩大辐射带动效应,带动黄河两岸经济高效、一体化发展,实现新城城市综合功能提升,加快实现济南建设“大强美富通”现代化大都市的目标具有重要意义,将加速济南从“大明湖时代”迈向“黄河时代”。

工程概况

由中铁十四局承建的济南黄河济泺路隧道,项目全长4760米,其中隧道长3890米,盾构段长2519.2米,隧道为公轨合建的双管双层结构,管片外径15.2米,内径13.9米,分为上下两层,上层为双向6车道城市道路,设计行车时速60公里;下层为轨道交通土建预留,设计行车时速100公里。隧道最大埋深43米,最小覆土厚度11.2米,最低点位于河床下53.6米。项目总投资66.68亿元,2017年11月28日启动建设,2021年9月建成通车。

项目建设单位为济南城隧建设工程有限公司,设计单位为中铁第四勘察设计院集团有限公司、黄河勘测规划设计研究院有限公司,施工单位为中铁十四局集团有限公司,监理单位为上海市政工程管理咨询有限公司。

济南黄河济泺路隧道大事记

2017年11月28日 济南黄河济泺路隧道工程开工

2018年8月31日 盾构机始发井开挖

2018年10月19日 启动管片生产

2018年12月15日 “黄河号”盾构机完成工厂制造顺利下线

2018年12月20日 始发井底板顺利浇筑

2019年3月19日 “泰山号”盾构机完成工厂制造顺利下线

2019年6月6日 始发井主体结构完成

2019年6月12日 第一台盾构机主驱动吊装下井

2019年6月27日 第一台盾构机刀盘吊装下井

2019年8月31日 西线 “黄河号”盾构机始发

2019年11月20日 东线 “泰山号”盾构机始发

2020年10月30日 东线隧道顺利贯通

2021年1月23日 西线隧道顺利贯通

2021年4月30日 盾构段主体结构全部完成

2021年9月29日 济南黄河济泺路隧道工程正式通车

首穿“地上悬河”

受黄河天堑影响,济南多年来东西向发展,南北向狭窄,严重影响老城区发展步伐。迫切需要建设一条穿黄隧道,打通向北发展的瓶颈。

黄河从河南境内到出海口逐渐形成地上悬河,济南泺口段河床高出南岸天桥区地面5米,最大洪水位高出11.62米。在黄河底下挖隧道,好像头顶一盆水打洞,一旦渗漏,就有水淹全城的风险,建设者每天都如临深渊、如履薄冰。

每掘进一环,都要根据地层覆土厚度、土质、容重等参数,计算盾构机切口压力,保持盾构机和土体压力平衡。为确保大堤零沉降,每10米为一个断面设置一系列沉降观测点,一天测4次标高。

隧道最低点位于河床下54米,最大水土压力0.65兆帕。盾构段遇到了钙质结核局部富集,最大粒径75厘米,强度最高90兆帕,盾构机掘进到第460环开始,突然出现震动、异响,随后盾构机停止运转。此段长达1000米距离,给施工造成了极大困难,出现管道磨损、卡泵、吸口堵塞等一系列难题。最困难的一环(2米),耗时26小时,前后拆卸19次排浆泵,掏出58块钙质结核。为突破“乱石区”,加装双循环采石箱、出浆管自身旋转180度、进浆管和出浆管互换、提前焊接钢板补强等方式解决管道磨穿难题。穿越1公里的“钙质结核密集区”,出浆管打了1000多个“补丁”。

穿越地层主要以粉质黏土为主,俗称老胶泥,出浆管常常被胶泥堵得严严实实,长10米一节的管道一堵就是3节,胶泥越堵越结实,用铲子都挖不动。胶泥堵死泥水处理厂分配器,无法分送到筛板上进行筛分。施工人员将堵管换掉,加装了10台中继泥浆泵,管路上加装“空气炮”,用压缩空气顶吹泥柱子,终于解决了胶泥难题,提高了泥水处理效率。

科技支撑打造出高质量工程

遇水架桥,跨越天堑,展现着人类征服自然的智慧和英勇。随着科技进步,以隧道穿越的形式打通坦途,不仅仅是道路交通的巨大进步,同时可以最大程度减少对水域的污染。

十四局大盾构建设者,积极践行黄河流域生态保护和高质量发展重大国家发展战略,立志将黄河隧道建造成世界级的水下盾构标杆工程。依托钱七虎、李术才院士等组成的专家团队、大盾构研究院等科研平台,与山东大学等高校科研院所合作,成立了“李海振工作室”,对19项科研课题展开集中攻关,将济南黄河隧道打造成“科研隧道”,取得88项专利,最终实现了全面丰收。

项目部打造的“黄河号”和“泰山号”两台超大直径泥水平衡盾构机,是现代化智能装备。每台盾构机长166米,总重4000吨,装机总功率8688千瓦,最大推力199504千牛。刀盘开挖直径15.76米,相当于5层楼高,刀盘主驱动的核心有14个变频电机,总功率4900千瓦。盾构机运用了“设备信息化管理系统”,设备完好率达96%以上,盾构施工稳中有快,最高日进尺20米,最高月进度370米。

首次在现场建设大型管片智能化自动化生产线,研发盾构管片智能化生产管理信息平台,实现整体生产流程统一管控和集约化管理,通过管片抹面机器人,实现管片和箱涵生产全过程监控,运用管片3D智能检测系统对管片生产过程控制,管片精度控制在0.5毫米内。

为确保轨道预留空间精度,研发了时代内部结构精细化快速成套施工技术,首次采用超大π型箱涵同步安装工艺,采用可调节箱涵,自主研发箱涵精调台车,箱涵拼缝错台控制在正负10毫米之内。发明弧形内衬台车,一次浇筑成型,工作效率提高1.5倍,用工数量减少一半。

将智慧监控系统应用到最大化,BIM技术贯穿设计、施工和运维三个阶段,实现工程全方位、全过程、多维度、可视化的有效管控,实现盾构数据实时采集、数据分析和预警。运用隧道结构健康监测技术,隧道内部设9个健康监测断面,自动采集并计算管片及箱涵应力、螺栓轴力、水土压力、结构收敛等参数,通过调整盾构姿态控制、优化同步注浆参数等技术措施,成型隧道不渗不漏。

最有文化范的隧道设计

黄河是中华民族的母亲河,黄河文化是中华文明的重要组成部分,是中华民族的根和魂。

济南黄河济泺路隧道主题设计为“黄河根脉、岁岁安澜”,由山东艺术学院副教授张博晨创意设计,中铁十四局施工装饰完成。

主题为“黄河根脉 岁岁安澜”。主题设计定位为城河相融,动静相融,蕴含“天人合一”的设计理念,融合黄河历史、文化、自然、艺术等表现黄河两岸是我家,岁岁安澜的生活幸福感。

洞门题字“济南黄河济泺路隧道”采用一代书画大师赵孟頫的行书,铿锵有力,再添文化底蕴。

隧道洞口设计为“岁岁九曲弯”声屏障。借黄河传统水纹样,将场地、色彩、光影结合,再造了黄河地形与黄河流动的自然之美,描绘了新时代黄河画卷中诗情画意的城市底蕴。

洞内墙壁设置“黄河幸福树”,采用3D打印贴膜工艺,绘制在侧墙钢盖板上,寓意坚韧、力求上进,构建和谐共生生态的愿景。

隧道的最低段,设计了长304米的“流动星空”。以黄河星空为题,暖色照明,顶部弧线灯光表现黄河穿越之感,行驶隧道中让人感受到星空光线流动之美。

北风塔设计为“黄河之水”,南风塔设计为“黄河之光”,分别以“水”字演变、龙山文化黑陶纹样为刻画,将汉字与现代艺术结合,寓意城河相融,表现人与自然和谐统一,呈现独具特色的景观艺术感。

可在6分钟内完成应急撤离

济南黄河隧道是公轨合建隧道,内有排烟通道、管廊和逃生通道,一旦发生火灾或紧急情况,公路层75m一个逃生通道,轨道层150m一个逃生通道,上层道路6分钟完成疏散,下层地铁区间30分钟完成疏散。隧道外设置有监控指挥中心,24小时无死角监控隧道运行实况。隧道内还配置了双道防淹门,可在没有电力供应的情况下,手工启动关闭防淹门。

山东商报·速豹新闻网 编辑 李雨馨

[责任编辑:杨凡、崔中连]

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