妈湾跨海通道
妈湾跨海通道(月亮湾大道-沿江高速)呈南北向布置,南起于妈湾大道与月亮湾大道相交处,与现有妈湾大道高架桥对接,向北穿越前海湾海域,最终止于沿江高速大铲湾收费站及金湾大道与西乡大道相交处。该工程途经前海妈湾及宝安大铲湾两区域,路线全长约8.05公里,其中前海段2.5公里,海域段1.1公里,大铲湾段4.45公里。
妈湾跨海通道分为地面道路和地下道路两部分,地下道路规划等级为城市快速路,双向6车道,设计速度80公里/小时,地下隧道全长6280米,其中前海陆域明挖隧道段820米,海域盾构隧道段2060米,大铲湾陆域明挖隧道段3400米。
第1标段(前海+海域盾构段)施工任务包括:前海段2.4km(道路、隧道、电力隧道、管线等)+海域单洞盾构(含1台盾构机)+始发井等工程。由隧道股份旗下的上海隧道工程有限公司拿下,中标价38.07亿元。
第2标段(海域单洞盾构+宝安段)施工任务包括但不限于:宝安段4.46km(道路、隧道、桥梁、综合管廊、管线等)+海域段单洞盾构(含1台盾构机)+接收井等工程。由中铁隧道局集团有限公司联合体斩获,中标价55.59亿元。
此举也意味着,隧道股份上海隧道与中铁隧道局将在妈湾跨海通道这个百亿跨海通道擂台上一决高下!
隧道股份上海隧道:“鹏城号”
上海隧道工程股份有限公司(简称“隧道股份”)
上海隧道工程有限公司(简称“上海隧道”)
两者的关系如下图:
上海隧道工程股份有限公司是一家专门从事软土隧道施工的企业,也是中国施工行业第一家上市的股份制公司和中国第一家设立博士后工作站的施工企业。上海隧道自1958年在上海塘桥进行盾构研制试验开始,一直坚持自主创新,在超大直径盾构法隧道施工领域积累了丰富经验,研发了创新成果,成为了盾构隧道技术创新的先行者。其演变历程如下:
1965年8月,上海市隧道工程公司成立,成为中国最早进行盾构隧道试验和工程应用专业工程建设单位。
1968年5月,上海隧道处、上海隧道工程设计院合并到上海市隧道工程公司,改名为上海市隧道建设公司。
1985年4月,恢复上海市隧道工程设计院 ,隧道建设公司改名为上海市隧道工程公司。
1993年11月,改制为上海隧道工程股份有限公司(即“隧道股份”),并于次年1月28日在上海证券交易所挂牌上市 ,成为我国施工企业中首家上市募股的公司。
2014年7月,隧道股份全额投资——上海隧道工程有限公司。上海隧道工程有限公司开始从事施工总承包及相关配套业务等。
最厉害的是:隧道股份是全球唯一一家同时具有隧道施工和隧道施工装备制造能力的建筑集团,如今已经成长为全球EPC市场公认的城市基础设施建设运营综合服务商。截至目前,隧道股份总资产超过千亿,近三年基础设施累计投资额逾1200亿元,业务覆盖隧道、轨道交通、道路桥梁、建筑与房地产、水利水务、能源、地下空间、重大装备、绿色材料、数字化业务、建设金融等各个领域。
2021年10月30日,妈湾跨海通道工程左线“鹏城号”盾构机胜利始发。
隧道股份上海隧道承建的妈湾跨海通道1标段施工内容主要包括前海段长820m明挖隧道、海域段长2060m单洞超大直径盾构隧道(左线),海域段采用海瑞克刀盘直径达15.55m泥水平衡盾构“鹏城号”施工。
施工难点:“鹏城号”推进过程中将面临在全断面硬岩、上软下硬地层、软土地层等复合地层掘进的施工挑战。
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全断面硬岩段总长超700m,最大强度高达193MPa,极大的考验了刀盘的破岩能力,同时也可能出现刀具因磨损需要频繁更换的情况;
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上软下硬的复合地层,容易导致盾构上部切削过快而造成盾构机整体姿态上抬,进而引起隧道管片错台、变形等问题;
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软土地层则容易引起刀盘结泥,使得刀盘被泥包裹无法有效掘进。
当然,“鹏城号”也是身怀绝技。“鹏城号”整机总重高达3700t,总长105m,其中主机长度15.6m,刀盘切削直径为15.55m,适应最小转弯半径为600m。主驱动核心由16个变频电机组成,总功率达5600kW,最大扭矩41583kNm,最大推力199504kN,最大推进速度可达50mm/min,是名副其实的“超级巨无霸”。
咱们再来盘点下,隧道股份上海隧道过往的一些耀眼战绩:
隧道股份上海隧道承建的国内首条越江隧道~上海打浦路隧道,开创了“豆腐里打洞”即中国盾构法隧道时代。更是开创了中国软土隧道技术的新局面,同时工程中发现的渗漏、沉陷及兑付粉沙等方面的不足和问题,也成为此后上海隧道建设的主攻方向,予以不断完善。它的隧道管片外径10.1米,也成为了行业大隧道的界定标准。
承建的上海上中路越江隧道(在建时世界最大直径越江公路隧道),该隧道是国内首次采用直径14米以上盾构机进行施工的软土隧道工程,也是上海中环线道路工程南段穿越黄浦江的一个关键节点工程。该工程的建设开启了“超大直径”泥水气平衡盾构施工的新篇章。
在武汉三阳路长江隧道工程开工建设中,上海隧道克服了江中最复杂的“钻石层”及“年糕层”的世界级难题。同时,该隧道也是成为长江中上游首条超大直径越江隧道,当时国内最大直径的盾构法隧道,世界上首条公铁合建的盾构法隧道。
建成的珠海横琴隧道,是华南地区最大的海底隧道,也是国内海域超大直径复合地层盾构法隧道。隧道面临“上软下硬”复合地层、抛石多、海水对泥浆影响大等问题,上海隧道采取了盾构机针对性设计、预处理“组合拳”、海域环境泥水试验、江中带压进舱换刀等针对性措施。横琴隧道的贯通意味着华南地区海域复合地层超大直径盾构隧道的设计施工关键技术已被攻克。
北横通道建设期间,上海隧道实现了15.59米超大直径盾构隧道连续穿越6条运营中的轨道交通隧道及92座建筑物的突破。
由隧道股份建设的上海长江隧道工程采用两台直径15.43m泥水气平衡盾构进行施工,是当时世界最大的盾构法隧道,也因其长、大、深等一系列特点而备受世界同行瞩目。同时创下了当时盾构直径最大、单次掘进最长距离、埋深最深的三项世界纪录。
浙江杭州钱江通道是国内首条BOT模式的超直径盾构法隧道项目,在建设过程中,隧道股份成功推进直径15.43米超大直径盾构机“钱江通泰号”4次穿越明朝土堤基础的钱江大堤,攻克钱塘江特殊水文条件下建设大型高速公路过江隧道的世纪级难题。
中铁隧道局:“妈湾号”
中铁隧道局承建的妈湾跨海通道2标项目盾构段全长2063米,其中海域段1100米。采用一台为工程量身打造国产盾构“妈湾号”,直径达15.53米,开挖断面是常规地铁盾构机的6倍,也是国内应用于水下隧道施工的最大直径盾构机。
“妈湾号”遭遇的上软下硬不均地层占比超过50%,岩石最高强度达到193兆帕,地层的反复多变给工程带来了严峻挑战。施工中,中铁隧道局建设者以智慧盾构TBM工程大数据平台为依托,实现对掘进参数实时智能监控、自动预警。采用数字化北斗定位,信息化BIM、5D及智能化监控等技术,对工程建设周边环境进行全面感知,改变了以往人工监管、人为放样的传统方式,施工精度和监测效率得到了大幅提升。
“妈湾号”盾构机自2021年7月15日始发以来,2021年10月28日单日掘进突破10米,11月单月掘进突破150米,当前开累掘进已超740米。
2021年是妈湾跨海通道项目明挖段隧道和盾构隧道同步施工的高峰期,中铁隧道局的“妈湾号”大盾构自始发以来始终保持高效掘进,全年完成产值6.58亿元,完成年度计划120%。擦亮中铁隧道局大盾构施工的金字招牌,为中铁隧道局引领穿江越海隧道建造技术前沿、牢牢占据大盾构行业领军地位再立新功!
再来看看中铁隧道局其他战绩:
成功打造了“万里长江第一隧”武汉长江隧道,成为中国第一条开建、最先贯通的长江公路隧道,开创武汉地下过江历史,实现“隧穿长江”百年梦想。
厦门翔安海底隧道,攻克了30余项科研实验课题,12次成功穿越海底风化深槽,不仅是我国内地第一条大断面海底隧道,也是第一条由国内专家自行设计的海底隧道,还是世界上第一条大断面钻爆法施工的海底公路隧道。
承建的哈尔滨市轨道交通2号线一期五标太阳岛站至人民广场站区间过江隧道,一次性成功下穿松花江1.2公里宽的主江,开创了中国隧道施工首次下穿松花江的先例。
青岛胶州湾海底隧道,为大陆第二座海底隧道,也是世界第三长海底公路隧道,由中铁隧道局集团设计和施工。共穿过18条地质断层,建设难度巨大,在中国海底隧道建设史上尚属首次。
广深港高铁狮子洋隧道是国内第一条铁路水下盾构隧道,也是当时我国里程最长、建设标准最高的水下铁路隧道,破解了多项世界性技术难题,填补了我国泥水加压平衡盾构机施工多项技术空白。而在多年后,中铁隧道局集团又承建了世界最大水下铁路盾构隧道——佛莞城际铁路狮子洋隧道,是目前国内在建最大直径的铁路盾构隧道;是国内最大水头的水下盾构隧道;也是国内首次在大直径盾构领域采用土压-泥水双模盾构掘进施工的项目。
深中通道是连接粤港澳大湾区三大自贸区、“深莞惠”与“珠中江”两大城市群之间唯一公路直连通道,全球瞩目的世界级跨海通道工程。建成后,从深圳到中山的驾车时间,由现在的2个半小时缩短至20分钟。作为通道工程的重要组成部分,中铁隧道局建设者在伶仃洋海填海相当于48个标准足球场大小的陆域面积东人工岛,建成后将成为国内高速公路首座水下互通立交,真正实现快速便捷交通转换、各城市间互联互通。
深江铁路珠江口隧道工程(世界最大水压隧道)为深江铁路重点控制工程,隧道全长13.69千米,中铁隧道局承担了其中9175米施工任务,含矿山法隧道5490米、盾构法隧道2930米、明挖隧道755米、斜井1160米。标段内工法多样,水文地质条件复杂。盾构段采用直径13.32米超大直径盾构施工,独头长距离下穿珠江,岩石最高单轴抗压强度达到200Mpa,水压创世界之最。
2020年8月,中铁隧道局承建的世界首条穿越8度地震烈度区海湾隧道——汕头海湾隧道贯通。工程采用“一中一洋”两台直径超过15米的超大盾构同向掘进。钱七虎、周福霖、聂建国、杜彦良、钮新强、郑健龙、任辉启、谢先启、李术才9名中国工程院院士,国际隧协主席严金秀等上百名专家指出,中铁隧道局在世界级挑战性工程汕头海湾隧道的成功实践,表明我国盾构隧道技术已经达到国际领先水平,不仅丰富了我国穿江越海隧道建设经验,更为我国三大海峡隧道的世纪梦想提供了技术支撑。