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《厦门日报》:5年闯关过坎 攻克世界级难题 厦门海沧隧道工艺工法达到全球领先水平
发布时间: 2021-05-21 09:41 | 来源:厦门路桥集团

20166月,厦门海沧隧道主体动工兴建。五年后,也就是20216月,海沧隧道将正式通车运营。

海沧隧道是中国大陆第三条公路海底隧道,也是继翔安海底隧道之后厦门第二条更具难度的海底隧道。海沧隧道项目技术含量高,规模宏大,建设环境复杂,是目前国内最复杂、最具难度的地下工程之一。

头顶就是汪洋大海,随时会涌水;稍有不慎、工程就报废;世界罕见的双连拱隧道;隧道顶部距离路面最薄处仅5……自开工建设以来,一个个难关挡在建设者面前。

汇聚钻爆法海底隧道施工技术的精华,破解大断面富水地层及浅埋暗挖的施工难题,创立一套城市复杂条件下地下工程建设的新技术,海沧隧道建设堪称地下工程博物馆,代表了我国海底隧道与城市隧道施工技术的最高水平,其工艺、工法达到世界领先水平。

近日,本报记者采访项目建设单位厦门路桥工程投资发展有限公司,揭秘过去五年间海沧隧道在技术上战胜的拦路虎、攻克的世界级难题。海沧隧道继承厦门路桥永不言弃的翔安隧道奋斗精神,打造新时代厦门路桥新品牌,为厦门跨岛大发展谱写了新篇章。

一、顽强攻坚:465天通过160米海底风化深槽  攻克最大安全风险点

160米,465——这组数据深深烙印在路桥建设者心中。

隧道海域段长2.8公里,最深处距离海平面71.2米,下穿海底过程中需穿越4处全强风化深槽带,最长一处影响达160米。厦门路桥工程公司标段经理孙志鹏介绍:“风化槽岩体破碎软弱,裂隙连通海水,施工时犹如在碎渣中挖洞,如果不能很好地加固风化区域,很容易引起隧道塌落,海水涌入,安全风险极高。

让这么大的隧道在碎渣中起来,谈何容易。施工中采取CRD工法,结合全孔一次钻注分离的精准注浆加固技术,利用化学浆液充填破碎岩体裂隙,封堵了裂隙中的水,也将岩体加固为一个整体,仿佛碎冰重新冻结成为冰块,孙志鹏形象地比喻。同时,施工中还通过超前钻孔并辅以孔内成像技术,给加固后的岩体做肠镜,通过摄像头一探究竟,了解岩体情况后再进行钻爆破开挖。

头顶就是汪洋大海,我们必须慎之又慎。孙志鹏表示,施工中对注浆的每个细节反复研究和验证,不断摸索不同围岩帷幕注浆设备配置及注浆技术,确保了注浆效果,循环作业周期由2个月缩短为3周,提高了施工效率。

2020910日,160米的海底风化深槽——这个海底隧道最大的安全风险点被安全顺利通过,从开挖到结构完成共用了465天。

二、独具匠心:世界最大断面双连拱隧道   施工工艺世界领先

作为厦门的第二条海底隧道,海沧隧道与大哥”——翔安隧道不同,是中国第一条海底隧道结合城市隧道的工程。

海沧隧道项目岛内线路主要沿兴湖路敷设,兴湖路是我市的交通要道。项目先后克服了服务洞下穿长岸路超浅埋软弱围岩段、C匝道下穿悦华酒店、世界最大断面双连拱隧道、复杂环境下下穿城市主干道超大断面小净距隧道开挖等一系列技术难题。

兴湖路下在C匝道分岔段和石鼓山立交邻近段分别有一段160米和240米双连拱隧道。双连拱隧道约10车道宽,其开挖断面达550平方米,为同类型隧道之最。边界处距周边建筑仅6米,而隧道顶部距离路面最薄处仅5米,施工难度极大,是项目的又一重大难点。厦门路桥工程公司项目技术负责人孙磊介绍:“我们在施工中采用化整为零、分部分块的施工方法,简单来说,我们在开挖过程中,将大开挖面分隔为46个小开挖面,按顺序逐个进行推进,挖掘前先加固,挖掘后迅速支护,严格控制每一步作业的变形。

精炼的一句总结却饱含了极其繁琐的工艺,在各单位的努力下,双连拱隧道成功贯通。双连拱施工工序转换复杂,工艺极其繁琐,整个过程的精确、有序是海沧隧道工匠精神最好的展现,其工艺、工法达到世界领先水平。

三、敢于创新:汇聚院士专家智慧   爆破振动控制在0.3厘米/秒以内

兴湖路另外一段203米浅埋暗挖隧道,是项目施工最后的拦路虎。厦门路桥工程公司标段经理连一川介绍:“这段浅埋暗挖隧道面临地质情况复杂,周边居民区、管线密集,而钻爆法施工需爆破作业,必须在爆破工效及周边振动影响之间取得平衡。

为确保施工进度和周边安全,切实减小对周边居民生活环境影响,项目施工过程中邀请中国工程院院士和全国工程勘察设计大师及众多行业专家研讨施工方案、制定控爆措施,通过分部开挖、中管棚减震+降震孔降震、使用先进爆破器材,优化起爆顺序及药量等一系列手段,将施工过程中爆破振动严格控制在0.3厘米/秒以内,小于国家规范允许值的五分之一,地面市民实际感受仅相当于普通货运车辆经过引起的地面震动。

四、精求精:排水系统对标港珠澳大桥  日渗水量不足5000立方米

做隧道工程的,都会关注一个指标——排水量。厦门路桥工程公司副总经理王学斌介绍说,排水量代表隧道工程技术水平,关系隧道运营质量和使用年限。

海沧隧道的排水系统设计参数是翔安隧道的升级版,对标港珠澳大桥。据了解,海底隧道每天的渗水量在一万吨以内均属于正常情况。而海沧隧道在翔安隧道的基础上,结合绿色节能环保理念,从设计阶段开始,重新构建了一整套科学有效的海底隧道防排水综合管控体系,将控水思维落实在建设中的每一个环节。建成后日渗水量不足5000立方米,远小于设计预计渗水量,只有同规模水下隧道的三分之一,实现了海沧隧道建设全过程的高水平质量管控,大大减轻了隧道运营期排水系统负担,每年仅抽排水电费可节约500万元。

据介绍,海沧隧道按照以堵为主,防排结合,少量排放,综合治理的防排水方针,在传统水下隧道的经验基础上,进行了一系列技术上的提升及工艺上的突破。富水围岩段采用提前预注浆+全包防水板的全封闭方案,对于地质条件好的Ⅱ、Ⅲ级围岩地段,采用后注浆+半包防水板的限量排放方案;采用C50/P12自密实高性能混凝土,提高结构自防水能力……可以说,海沧隧道防水的每一道工序都做到了极致。

五、迎难而上:隧道最低点建大断面海底泵房    相当于五层楼高的地下建筑

2020126日凌晨3点,在海平面以下70米的海沧隧道最低点,厦门海沧隧道A1标海底排水泵房主体结构顺利浇筑完成,标志着海沧隧道海底段主体工程全部完工。

海底排水泵房在正常隧道结构下方,通过对已完成的服务隧道再次横向、竖向扩挖爆破建造而成。据悉,排水泵房横向跨度17.82米,纵向长度100米,最大深度19.15米,容量6000立方米,能收集、排除全线行车隧道和服务隧道的废水,以满足隧道运营需要。

厦门路桥工程公司标段经理杨泽夷表示,海底排水泵房的开挖空间相当于在隧道下方建造了一座五层楼高、四个篮球场大小的地下建筑,施工难度巨大,风险高。

据了解,修建这样一个排水泵房,需要将原施工完毕的服务隧道进行扩挖施工。海底排水泵房位于隧道最低点,扩挖施工受大气压影响通风困难,环境潮湿,施工条件恶劣,并且,为保证施工质量安全,主体结构需分五次浇筑。

排除重重困难,  海底排水泵房顺利完成投用,为隧道运营提供了又一重安全保障。厦门海沧隧道《海底废水泵房结构》获得国家实用新型专利认证。

【项目名片】

厦门海沧隧道起自海沧区马青路,以海底隧道形式穿越近3公里宽的厦门西海域,下穿长岸路进入本岛,终于火炬北路与成功大道相交,并与第二东通道相连,形成岛内第二条东西向快速干道。路线全长7.1千米,其中隧道长6.3千米,跨海域宽度2.8千米,工程总投资56亿元。

【建设目标】

打造一项百年品质绿色工程

建设一项现代长大隧道管理典范工程

创建一项平安工地示范工程

成就一项穿江越海标志工程

(网址链接:http://epaper.xmnn.cn/xmrb/20210519/202105/t20210519_5434167.htm


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