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匠心闪耀,中交三航局助力“一隧穿湖”

发布时间:2021-07-06 16:56:30 来源:中国报道

文/陈珂

在阳光的照耀下,位于无锡马山太湖十里明珠堤西侧的“太湖隧道”四个大字引人注目,这里如今正迎接着一批批前来观摩指导的嘉宾和当地居民。太湖隧道全长10.79公里,净宽40.6米,串联起苏锡常三地,是国内在建的最长湖底隧道,也是苏锡常南部高速公路项目最引人关注的一段工程。

苏锡常南部高速公路常州至无锡段属于江苏省“五纵九横五联”高速公路网规划中“横六”的组成部分,建成后将在沪宁间新增一条高速通道及苏南地区黄金旅游交通干线。2018年,中交第三航务工程局有限公司(以下称“中交三航局”)接下太湖隧道马山段5.652公里的建设重任后,历经1200多天的紧张施工,项目部完成了一项项重大节点性工程。近日,记者来到太湖隧道马山段,探访项目建设背后的故事。

多举并行守护“太湖美”

太湖是历史名湖,八百里烟波浩渺,养育着周边数个县镇。随着长三角一体化发展战略的推进,以上海为代表的大型城市逐渐向周边地区发挥外溢和辐射效应。但由于太湖的阻隔,苏锡常绕湖发展受限,联通苏锡常被提上议程。

据中交三航局三公司党委副书记、纪委书记、工会主席黄建新介绍,在太湖上“打通道”的构想由来已久,最早的施工方案是“打桩架桥”。但从效果图来看,架桥的方案对太湖进行了切割,严重破坏了这处历史名湖的韵味,也给生态环境带来威胁。为了美观,也为了保持生态系统的完整性,在湖底建隧道的方案被最终采纳。

“太湖美,美就美在太湖水。”太湖流域鱼类资源达15种,浮游生物、浮游植物聚集,是太湖渔民的传统养殖作业区;太湖隧道穿越生态环境脆弱的太湖流域,周边旅游资源丰富,以“山水氧吧”闻名的无锡马山太湖国际旅游度假区坐落在附近,拥有42公里湖岸线。项目团队深知,建设过程中必须充分考虑环保因素,最大限度降低对生态环境的影响。

2007年5月至6月,太湖水域曾爆发过严重的蓝藻污染。此后,城乡污水处理、工农业污染源治理、小流域综合治理和生态修复以及太湖蓝藻水华监测预警等举措陆续出台。近年来,太湖流域内的各市为太湖污染的源头防控更是不遗余力。为妥善解决蓝藻问题,中交三航局在太湖水域周边布设环境监测传感器,对水源水质、空气质量情况进行实时监测。当夏季蓝藻在施工区域聚集时,项目部迅速启动《蓝藻突发时应急预案》,确保施工区域蓝藻无堆积、无异味。

2020年6月10日,太湖隧道迎来马山段临时大堤段回水的重要节点。回水即把施工完成的隧道主体结构淹没在水下。据项目部党支部书记杨国栋回忆,在回水前,水体被围在马山段,由于施工阶段铺设的路桥与项目相连,使太湖正好形成一个三角区域,蓝藻在这个范围内大规模聚集,但该区域的蓝藻处理点却在北侧。

为此,项目部多举并行:第一是通过水泵把南侧蓝藻区域的水抽到北侧;第二是用水枪持续冲刷水体表面,避免蓝藻因聚集发黑发臭;第三是出动6条打捞船,把南侧水体表面的蓝藻抽到船上去,再运送至北侧处理点进行处理。

生产副经理徐玮补充说,为了保持绿色生产,把对太湖水的影响降到最低,在现场施工中,项目部外包防水使用聚乙烯环保材料,确保不会使有毒的材料在回水后污染水体。

“噪音大、污水流、粉尘扬”历来是搅拌站最头疼的三大“疑难杂症”,针对砂石料、混凝土等使用量大的问题,项目规划建设了集中供应中心。在临时搭建的太湖码头,一条高约6米、总长达700多米的空中带式输送机夺人眼球。这条光洁、全封闭的高空履带将施工所需的砂石料等原材料运送至200米外的混凝土供应中心,再通过两条长约200米的皮带机,所有砂石料被精准下在12个料仓指定位置。下料完成后,4台高空雾炮机不间断地喷洒水雾、抑制扬尘。这样的传送方式不仅避免了运输扬尘,实现零污染,也减少了原材料陆上运送的时间和距离成本。

精益求精,高标准、高效率推进

太湖平均水深约为2米,虽然不深,但水下淤泥多,和修建地铁等常规的隧道挖掘通常使用盾构机开凿岩体,再逐步贯通隧道相比,太湖隧道建设需要寻找其他方案。

施工团队实际考察了太湖水域的地质条件后,采用了“堰筑法”施工——先用围堰将水拦在外面,挖开湖底建隧道,此后每完成一仓主体工程建设,便进行回土、回水作业,逐步恢复湖面。为避免因阻隔施工水域影响太湖水域通航、水力联系及周边生态环境,项目采取“四仓流水作业”模式。

太湖隧道马山段临时大堤段回水是项目建设的重要节点,决定着整个工程的进度。而深基坑作业是施工的重难点。马山段临时大堤段属中交三航局承建的苏锡常南部高速公路CX-WX2标项目部最深的基坑,深度达20米,作业空间狭小、工序繁多。项目部精心组织、强化管理,基坑采用井点降水法,设置50口降水井,基坑内置一道混凝土、两道钢支撑,加强支护。

如何用最短的时间完成大方量的基坑土方填筑?项目部调集20辆智能渣土车配合4台大型挖机进行24小时不间断施工,同时确保填土质量达到设计标准,最终用时20天完成横向围堰土方填筑,为2020年6月10日首次回水成功打下坚实基础。此后,太湖隧道接连迎来湖中第二仓顺利回水、水上围堰施工全部完成、陆岛通道转换等多个重大建设节点。

在业界,隧道有着“三重六层”的防水施工方案,其中最重要的环节是混凝土的自防水,即混凝土本身不产生裂缝,就难以漏水。隧道建在水下,对防水的要求自然达到了最高。

“混凝土结构自防水,说到底就是利用混凝土自身的强度、弹性模量和抗裂性、防渗性等能力,确保隧道主体结构混凝土形成铜墙铁壁,严丝合缝,一滴不露。”项目常务副经理李宝枝介绍说,太湖隧道主体结构混凝土浇注每次方量都在1400方以上,属于大体积混凝土一次性浇注,施工难度高,极易产生裂缝。为了攻克这一难题,在大规模结构施工前,中交三航局三公司项目团队协同中交上航港湾工程设计研究院进行大量科学试验工作,最终解决了原材料选型和混凝土配合比问题,并控制混凝土的入模温度、克服接缝防水难题,为隧道主体结构穿上了一件“防水衣”。

除了“滴水不漏”,为了给隧道增加美感,清水混凝土因其具有拆模后表面光滑、色泽分布均匀且棱角分明的天然装饰效果,被应用到隧道工程的敞开段和过度段的侧墙及顶板部分。据了解,太湖隧道清水混凝土的使用面积是港珠澳桥隧的三倍。

科技创新,“金刚钻”助力提质增效

作为全线关键性控制工程,太湖隧道项目是整个苏锡常南部高速公路重难点技术的汇集地,施工过程中面临的技术难题层出不穷,必须向施工设备要效率。

“项目垂直支护段长达2.8公里,仅靠常规的支架搭设工艺根本满足不了进度需求。”中交三航局三公司执行总经理兼项目经理陈剑表示,支架搭拆还有周期长、安全隐患大、施工效率低等弊端。在一番头脑风暴过后,项目部决定成立科研攻关小组,致力于研制一次成型、整体移动、循环使用的支架台车。

通过利用BIM技术进行施工推演、建模验算,不断优化施工参数,项目部最终敲定了整体可移动支架台车由模板系统、承重系统、行走系统组成的设计方案。经过近两个月的研发、试验,整体可移动支架台车最终于2019年10月31日投入施工现场,顺利完成湖中第二仓近1200方混凝土的顶板浇筑任务。14天后,整体可移动支架台车顺利脱模,移动至下一节段。

鉴于移动小车加工成本较高、移动过程相对繁琐,项目部结合轮轨式技术对台车行走系统进行改良,并将改良后的设备运用到湖中第三、四、五仓全长1171米垂直支护段。“新的台车‘走’到下一段仅用时半天,较此前搭了拆、拆了运,足足节省了至少20天。”李宝枝说。

施工过程中,除了整体可移动支架台车,施工人员还使用了为太湖隧道量身定制的设备——隧道全自动液压钢模台车、钢筋绑扎台车、自动弯箍堆码机器人、集成化钢筋笼、智能钢筋剪切机等,实现智能化施工。仅以钢筋绑扎台车为例,这项科技创新可为每个施工循环节约8-10天,节省施工措施成本费约374万元。

作为苏锡常南部高速公路项目的关键性、控制性工程,太湖隧道的建设进度引人关注。据了解,项目将于近日完成太湖隧道主体结构顶板封顶、湖中岛设备用房二层封顶,于9月30日完成隧道铺装层,实现土建结构全部完工的节点目标。目前,中交三航局正争分夺秒抢建设,确保安全有序施工,向着今年年底建成通车的最终目标挺进。

责任编辑:柴晶晶

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