1月10日10時21分,由中鐵一局承建的國際首例巖溶地層大盾構隧道、我國最長距離硬巖掘進大盾構隧道、地鐵領域最大直徑海底隧道,大連地鐵五號線火(車站站)~梭(魚灣南站)區(qū)間海底隧道實現(xiàn)安全貫通。
這標志著我國圓滿攻克大盾構下穿海域巖溶地質(zhì)這一“世界性難題”,為全球“穿江越海”隧道中海底巖溶地層、長距離硬巖大盾構施工積累了成功經(jīng)驗。
據(jù)了解,大連地鐵五號線全長24.484公里,設車站18座,其中全線控制性工程火~梭區(qū)間大盾構段長2882米,有2310米下穿大連梭魚灣海域。
該區(qū)間于2019年1月18日始發(fā),在穿海施工中,存在“長、大、高、險”四大難題。
“長”:在高強度硬巖地層中掘進距離長,盾構需連續(xù)穿越2882米硬巖地層;
“大”:環(huán)境風險大,大盾構下穿航道、碼頭等重要建構筑物及交通設施,有風化槽、斷裂帶、軟硬不均地層,遍布灰?guī)r、輝綠巖及鈣質(zhì)板巖,巖石抗壓強度高,最大抗壓強度118兆帕,安全風險大;
“高”:隧道埋深大、水壓高,最大水頭壓力0.5 兆帕,相當于在一個雞蛋大小的面積上站立3個人所承受的壓力;
“險”:隧道穿越1538米巖溶強烈發(fā)育區(qū),勘探發(fā)現(xiàn)大小溶洞1000余個,最大洞高29.8米,溶洞探測、處理難上加險,盾構掘進要像“排雷”一樣小心翼翼。給建設者帶來了難以預料的挑戰(zhàn),被業(yè)內(nèi)專家定性為史無前例的“世界性難題”。
開工以來,中國中鐵認真探索設計、總包、施工、裝備、制造“五位一體”的工程建設管理新模式,全力破解深水地下長大隧道這一“世界性難題”,自主研發(fā)、制造出了世界上現(xiàn)有功能最全、技術最領先的盾構機(直徑12.26米的氣墊式泥水平衡盾構機)進行穿海施工,并努力開展技術創(chuàng)新、管理創(chuàng)新,構建了智能化信息管理系統(tǒng),實時指導現(xiàn)場施工。
特別是針對溶洞地層掘進中巖石強度高、刀具磨損嚴重等情況,建設者開發(fā)出具有分析功能的盾構換刀系統(tǒng)。還研發(fā)應用BIM+GIS三維動態(tài)模擬管理平臺、安全質(zhì)量信息化綜合管控平臺、盾構集群遠程監(jiān)控與智能決策支持系統(tǒng)、管片排列線形反演算法隧道線性管控系統(tǒng)等信息化技術,保障大盾構安全平穩(wěn)穿越溶洞群。同時,設立了全國勞模梁西軍創(chuàng)新工作室,大力開展技術攻關活動,攻克了海域大盾構穿越巖溶發(fā)育區(qū)、大盾構密封安全性、大盾構高水壓帶壓進倉作業(yè)、大盾構長距離硬巖掘進刀具管理、大盾構下穿建構筑物沉降控制等風險源,安全平穩(wěn)推進施工,實現(xiàn)了海底長距離硬巖地層月掘進212米的國內(nèi)最高紀錄,最終取得“超級穿海”圓滿收官。
據(jù)悉,大連地鐵五號線建成后,將形成一條南北向的城市快速通道,使梭魚灣至火車站之間從耗時30多分鐘縮短至不足3分鐘,有效緩解地面交通壓力,構建“一灣兩岸”的濱海城市新格局。(薛亮 牛榮健 湯佳佳 湯建軍)