在2015南京長江隧道未建成之前,南京長江隧道是中國長江流域已建和在建的超大型盾構隧道中地質條件最復雜、技術難題最多、施工風險最大的工程,被稱為“長江第壹隧”。
南京長江隧道直徑14.93m,世界第二盾構隧道。南京長江隧道工程公司開展了近60項科研項目和科技攻關,申請專利15項,其中超大管片襯砌結構原型試驗被列入國家“863”計劃示範項目,填補了地下工程建設相關領域的空白。
2013年底,南京長江隧道榮獲國家建築行業工程質量最高榮譽“魯班獎”,成為全國首個榮獲“魯班獎”的越江隧道工程。2015 12月,獲國家優質工程獎。
建築規模
南京長江隧道位於浦口區黃家村,起於江南濱江快速路與應天街西延線互通立交過渡段接入點,止於江北收費廣場連接快速路500米處。整個隧道全長5853米,按照六車道城市快速路規模建設,設計速度80公裏/小時。
南京長江隧道工程是國內隧道長度最長、盾構直徑最大、工程難度最高、最具挑戰性的工程之壹。它位於南京長江大橋和南京長江第三大橋之間,連接江心洲-浦口區,壹個新的河西城區。
中國鐵建為南京長江隧道項目投資方,出資比例80%,南京交通建設投資控股(集團)有限公司出資65,438+00%,南京浦口國有資產經營(控股)有限公司出資65,438+00%,* * *均出資65,438+00.1565438。公司經營期限暫定為34年,其中建設期4年,經營管理期30年。
左支盾構隧道由中鐵十四局承建,右支江心洲夾江大橋由中鐵十五局承建。
南京江心洲夾江大橋是南京長江隧道的壹部分,連接建鄴區長江大道和江心洲,全長665.5米,主跨248米。它是壹座自錨式懸索橋,這在中國是第壹座。大橋雙向六車道,有行人和非機動車專用人行道。這座橋橫跨江心洲夾江,在江心洲登陸。有專門的交匯處供行人、自行車和汽車駛上江心洲或直接穿過長江。從江心洲的夾江大橋到江心洲,再往前開幾百米,就正式進入了南京長江隧道的主體。
南京長江隧道工程起於江南濱江快速路與應天街立交過渡段接入點,止於江北收費廣場連接快速路500米處。整個工程通道全長約6.2公裏。設計時速80公裏,采用“左支盾構隧道+右支橋”方案。左支盾構隧道施工長度3.9公裏。盾構直徑近15米,是世界上最大的盾構隧道之壹,僅次於上海長江隧道的盾構機。
右岔江心洲大橋是壹座自錨式懸索橋,全長665.5米,主跨248米。其主塔高107米。大橋雙向六車道,有專門的人行道供行人徒步過河。南京長江隧道采用“巨無霸”盾構機,刀盤直徑14.93米,重約4000噸,長130米,高5層。
技術特征
與其他隧道相比,隧道是極其安全的。
如果發生事故,公眾可以通過逃生滑梯來到隧道表面下的通道。每隔80米,隧道的壹邊就有壹個大蓋子。市民只要按下開關,蓋子就會彈開,然後市民就可以順著逃生滑梯到路下面的通道。這種設計主要用於隧道發生火災,產生大量煙霧時的逃生。此外,隧道還將配備噴水頭、強化照明、車道信號燈、揚聲器、監控攝像頭、防撞擊側石、路邊溝渠、電纜通道、安全通道等23種設置,可以充分保障行車安全。
被稱為中國“水下施工第壹難點”的南京長江隧道左洞沖出江心洲口,意味著長達3000多米的長江隧道正式貫通。該隧道開挖直徑近15m,是世界上最大的盾構隧道。
南京長江隧道采用江心洲,南北開挖的隧道都要在這個小島上留洞,這樣就減少了整個隧道在水下的長度。
南京長江隧道將以65米的深度穿越長江,隧道每平方厘米的水壓高達6.5公斤。是長江流域技術難度最大、地質條件最復雜、面臨的問題和挑戰最多的世界級越江隧道工程。施工過程中的冒頂、河底沈降、透水坍塌風險巨大,前所未有。左線的建成,標誌著南京長江隧道工程面臨的世界級技術難題得到成功解決,也標誌著我國在特殊不利水文地質條件下的越江隧道技術取得重大突破。
據介紹,南京長江隧道施工采用了兩臺世界上最先進的泥水平衡盾構機,開挖直徑相當於五層樓高,是世界上最大的盾構隧道。
中國在建或在建的長江上的橋梁有60多座,但只有中遊的武漢建了,只有南京和長江口的崇明島在建。
南京長江隧道工程面臨著許多世界級的技術難題和挑戰,可以歸納為六個方面。
第壹,是“大”。南京長江隧道使用的盾構直徑非常大,開挖直徑達到14.96m,是世界上最大的泥水平衡盾構機之壹。盾構機尺寸的增大,使得施工難度和風險呈幾何級數增長。
二是“高”,施工時水土壓力達到6.5kg/cm2(相當於65m水頭壓力),居目前超大直徑盾構水下隧道工程之首;
第三,是“深”。隧道最深處至河底60米,地層透水性極強,所有水頭壓力直接作用在隧道上,河底開挖風險巨大;
第四,是“瘦”。河底盾蓋厚度超淺。在河中央長度為150m的沖刷段,隧道上方覆蓋層厚度小於隧道直徑的1倍(約10.79m,僅為開挖直徑的0.72倍),地質為細砂層,施工時塌方冒頂風險極大。盾構機始發和接收超淺埋,隧道進口段上方覆土厚度僅為5.5m(約為開挖直徑的0.37倍),是同類隧道中埋深最淺的,因此對盾構開挖時開挖面的穩定和地面沈降的控制技術要求極高。
第五,是“長”。由於盾構水下掘進距離長,地質條件復雜,掘進過程中換刀難度極大。兩條雙向六車道3020m盾構隧道需要壹次掘進,對刀具防護要求極高。南京長江隧道三公裏相當於地鐵盾構掘進17公裏,而工具穿越河道中應時含量高的礫石層的磨耗相當於同類盾構在軟土中掘進30公裏。
第六是“風險”。在設計方面,超大直徑水下盾構隧道的設計理論和經驗在國內幾乎是空白,國外的經驗也不足。施工方面,地質條件極其復雜。隧道穿越河底淤泥、粉砂、礫砂、卵石、風化巖層。透水系數是粘土層的1000多倍,松散易塌。高透水性、高水壓各項指標均達到或超過國際同類工程的風險防範極限。
施工過程
2009年8月22日上午,隨著南京長江隧道右線盾構機轉動巨大的刀盤突破最後壹層加固區域實現順利貫通,繼5月20日左線隧道順利出洞後,由中國鐵建十四局集團承建的南京長江隧道工程迎來了隧道的全線貫通, 這標誌著中國長江流域技術難度最大、地質條件最復雜、風險最大的越江隧道成功克服了施工中的所有困難。 規避了壹切風險,在特殊不良地質條件下施工取得重大突破,也標誌著我國超大直徑盾構隧道施工技術水平達到了壹個新的高度。
據權威專家、國際巖石力學學會原副主席、中國工程院院士、南京長江隧道專家委員會主任錢七虎介紹,南京長江隧道是中國長江流域已建和在建的特大型盾構隧道中地質條件最復雜、技術難題最多、施工風險最大的工程,是名副其實的“長江第壹隧道”。
自2005年3月奠基、9月開工以來,項目建設單位南京長江隧道有限公司、施工單位中國鐵建十四局集團、設計單位中國鐵建第四勘察設計院勇敢迎接挑戰,以科研實力和先進管理推動項目攻克難關,不斷攻克世界級技術難題。南京長江隧道公司和中國鐵建十四局集團堅決貫徹“穩字當頭、安全第壹、萬無壹失、確保成功”的施工方針,組織專家和科研院所團隊攻關,解決技術難題,推動科技創新。該項目投入科研經費3000多萬元,完成30多項專項論證,申請專利15項,開展了5大課題29個子課題的科研,取得了多項科研成果,填補了相關領域的空白,其中超大管片襯砌結構原型試驗被列入國家“863”計劃示範項目。
南京長江隧道左右隧道安全暢通連接。形成的隧道光滑、整齊、美觀、不滲透、不滲漏,管片拼裝無差錯。管片生產和隧道施工技術和質量達到世界壹流水平,得到了國內外專家和業內人士的壹致認可和高度評價。
南京長江隧道工程左線於2009年5月20日10完成,右線於2009年8月22日上午完成。
建設意義
南京長江隧道建成後,其通行能力是南京長江大橋的兩倍,將改變南京唯壹壹座過長江的橋梁,大大緩解交通壓力。隧道建設有利於優化城市空間結構,提高城市輻射功能,促進兩岸融合互動,充分利用地下空間,保護南京獨特的人文景觀和生態環境,縮短江南與江北的距離,促進江北經濟快速發展。
隨著南京越江隧道的建設,江北的浦口區和江南出口的江心洲島將是最大的受益者。
它的建設將改變目前跨長江的單橋交通模式,對緩解南京跨長江交通壓力,促進沿江發展具有重要意義。
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