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建筑密 巖石硬 技術難題多 用足“繡花功” 渝中連接隧道耗時8年貫通

來源:重慶日報 發布時間:2019-08-13 06:56 瀏覽次數:
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上圖下圖:8月12日,渝中連接隧道內,工人正在施工。(本組圖片均由白麟攝)

日前,本報刊發渝中連接隧道全線貫通的消息,許多市民十分欣喜。

  貫穿渝中半島的渝中連接隧道,連接起東水門大橋和千廝門大橋,也串起解放碑、江北嘴、彈子石三大CBD。通過該隧道,只需要兩三分鐘,就可以從南岸區穿越渝中半島,抵達江北嘴。

  不少市民致電本報或在網上留言,對該隧道今年內實現通車十分期待。

  8月12日,重慶日報記者來到該隧道施工現場,只見隧道空間開敞,右線隧道(東水門大橋至千廝門大橋段)路面墊層已經做好,并已開始電纜溝的蓋板及隧道壁裝修工作。在左線隧道口附近,工人們正切割鋼筋,為隧道做二次支護。

  工人們頭頂的正上方,是車水馬龍的陜西路。他們后方相隔幾十米處的頂部,則是軌道交通1號線小什字車站。前方不遠處的底部,軌道6號線列車正呼嘯而過。

  就是在這密集的都市立體交通體系“夾縫”之中,渝中連接隧道逐寸推進,艱難貫通。

  這一工程,整整耗時8年。

  工人、挖掘設備等都要排隊從豎井吊到工作區

  2011年5、6月份,渝中連接隧道開始項目前期工作。“原定2013年8月通車,但不可預料的情況接連發生。”項目施工單位——重慶能投巨能中環公司黨委工作部部長周朝軍說,除了一小部分施工用地按期交付以外,大部分施工用地原單位,都是在近2014年才陸續交地,最后一個單位甚至到2017年才交地。

  一般隧道工程,都是兩頭同時掘進、平行施工,可渝中連接隧道兩頭都無法開展施工。實在沒有辦法,施工方只能從隧道的中段上方打了一個豎井下去,再從里面朝兩頭施工。

  項目部黨支部副書記李小華回憶,在長達數年的時間里,無論是工人、挖掘設備、水泥罐車還是除渣車,都要排著隊,從豎井吊到下方工作區,完了再挨個吊上來。“那時我們才體會到,在城市建筑密集區施工有多難。”

  除了用地問題,城市地下那些交叉密集的管線,也成了施工的另一“攔路虎”。

  不久前,施工方就因挖到一根金屬管道,馬上暫停施工。由于這根管道沒有記錄,施工方多方考查才知道那是一條已經廢棄的供氣管道。“像這種情況已經出現過無數次了。”李小華說,例如千廝門大橋橋頭端的A、B匝道,管線遷改的難度大,施工方只能把管線先在上方支撐起來,然后采用人工的方式在管線下方進行掏挖施工,正常一個星期可以做完的工作量,足足做了3個月。

  一系列不可預計的情況,造成工程費用高、耗時長。然而,比起用地、管線協調等方面的困難,隧道本身,才是最難啃的硬骨頭。

  720米長隧道要穿過18棟高樓和數條地上主干道

  記者發現,渝中連接隧道僅從外觀看就十分特別。一般的隧道都平整規范,隧道各處高矮長寬均是一種“規格”,但這條隧道卻有20多種“規格”,各種大小不等的斷面讓隧道里時寬時窄,有時隧道頂部還突然矮了一截。

  “隧道說起來只有720米長,但這720米卻穿過了18棟高樓和數條地上主干道,施工區域各處基樁密布,需要避讓。同時,我們還要保證地面的人流、車流,這涉及到多次交通轉換。”項目部總工程師李俊松坦言。

  隧道工作面時寬時窄,這就意味著在施工開挖時,臺車必須要不停拆裝,施工時間長、成本高,安全風險控制的難度大。

  有的高樓基樁都侵入到隧道里面了,已經讓無可讓。施工方采用錨索加鋼帶,將基樁抱箍起來,保護其不受施工的影響。

  更有甚者,一處基樁底部巖柱,直接穿過隧道施工路線的正中間,如果要在該位置開挖隧道,將會導致該基樁“懸空”。對此,項目部一度考慮更改隧道的設計路線,最終則采用了“門”字型支撐結構,解決了這個問題。

  2014年,全國隧道年會將渝中連接隧道項目作為專項課題進行研究。會上業界專家指出,由于國內以前極少有在建筑如此密集的城區進行隧道建設的先例,這個項目沒有太多技術經驗可借鑒。

  于是,在施工中的每一步,都異常艱難。

  李俊松介紹,隧道大部分開挖段都是全巖段,而由于這部分開挖段離周邊建筑、管線太近,不能爆破,對此施工單位專門進購了一臺硬巖綜掘機。

  但就算是這么一臺擁有國際先進技術水平的掘巖“專業戶”,干起活路來也特別吃力。由于巖石硬度太高,有的時候一天只能推進一兩米,一個班下來就需要換10來顆切割頭的切齒。與其說是在掘,不如說是在“磨”。

  渝中連接隧道下穿軌道1號線的小什字車站,同時又上跨軌道交通6號線,相當于是在1號線與6號線之間的夾心層里施工。李俊松回憶,當他做完施工圖參數復核后,看到相關數據,倒吸一口冷氣:這也離得太近了!

  6號線的頂板,與隧道底板間的巖層只有4厘米。小什字1號線車站的底板,甚至直接“裸露”在該隧道的頂部。

  由于要“貼身施工”,不可能采用大型機械,更不可能爆破。于是,施工方只能使用圓盤鋸,對附近的巖層進行人工切割。

  用破碎機,8個小時就能夠開挖出30—40立方米,但用人工方式,每天只能開挖7—8立方米。“隧道一般都是大型機械的天下,唯獨我們這個做得像‘繡花’。”李俊松無奈地說。

  在100米長的施工段實施2000—3000次爆破

  8年來,渝中連接隧道項目遇到的各種技術難題不計其數,但在李俊松看來,這些難題既是挑戰,也是契機。每一個重大問題的解決,背后都是一次技術和認識上的重大進步。

  當隧道掘進至羅漢寺下方時,施工單位發現,這里沒有那么多的建筑基樁和管線,可以采用爆破施工。但開展爆破前,他們又面臨另一個難題:爆破不能對羅漢寺內建筑和文物產生影響,也不能影響到地上的居民。因此,要將爆破的振速控制得很低。

  一般的城區施工爆破,需要將爆破振速控制在大于2.0cm/s,但在羅漢寺地下區域,要求控制在0.5cm/s,這相當于在馬路上,一輛汽車駛過時產生的振動。

  要實現有效爆破,又要減小振速,就必須降低單段雷管的裝藥量,同時增加段數。但這對雷管精度、爆炸延時的控制有很高的要求。

  對此,巨能中環公司與北京科技大學等單位合作,研發了高精度延時的控制爆破技術,并專門定制了高精度非電毫秒雷管。

  隨后,施工方在100米長的施工段,實施了2000—3000次爆破,并在精準控制方面表現得幾近完美——在羅漢寺地面附近,人們幾乎完全感覺不到爆破所帶來的振動和噪音。

  有專家表示,這項技術為今后密集建筑群下城市隧道爆破,開創了新的技術路線,有重大示范和推廣意義。

  在隧道掘進的過程中,會產生大量的粉團灰塵。隧道施工除塵一直是世界級的難題,巨能中環公司對此到各地考察,希望獲得技術支持,但沒找到很好的方法。“最終我們決定靠自己。”李小華介紹,通過前期采用高壓水槍、泡沫除塵方案均失敗后,技術團隊創新思路,研發了針對性更強的多層次綜合除塵方案。

  首先,他們在綜掘機切割頭的周圍,安裝了環形噴霧裝置。這樣就可以在粉團產生的初期,就將其在很大程度上抑制住。

  其次,為了能夠盡可能的靠近吸塵,他們擯棄了傳統的固定式吸塵裝置,研發了自走式吸塵裝置,能夠讓它隨著掘進機械前進,吸入污風后,通過裝置里的多層鋼絲網和水霧除塵。

  最后,剩余的一些灰塵,被隧道內的水幕霧墻攔截下來。經檢測,這套綜合除塵方案,總降塵效率近99%,達到國內先進水平。

  除了上述的技術突破,巨能中環公司在渝中連接隧道項目中應用的“大斷面隧道兩臺階五步開挖施工技術”技術,在工程提效降本等方面成效顯著,經重慶市城鄉建委專家組鑒定和評審,一致認為達到國內領先水平,具有廣泛的推廣性。該項目掘進QC小組,還獲得了全國工程建設優秀QC小組活動成果一等獎……

  目前,一系列的先進成熟的技術,已經應用到了觀音橋商圈北大道一期工程等項目中,極大推進了相關工程的實施。

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