5月份的广州,风和日丽,凉风习习,广州海珠湾隧道工程东线隧道迎来了重要的里程碑——总长130米、总重约4300吨的“开路先锋号”盾构机于5月14日顺利始发。
这台盾构机于2023年2月20日开始组装,不到3个月的时间就完成了所有工序,成功地实现了盾构施工长距离穿越珠江三角洲地区上软下硬的复合红层地质,两次穿越地层断裂破碎带。这是广州交投集团投资建设、中铁十四局集团施工的海珠湾隧道工程东线隧道第2台盾构机。
随着“开路先锋号”盾构机的顺利始发,标志着珠江流域首条超大直径市政盾构隧道实现“双线”掘进,正式进入全面建设阶段。
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海珠湾隧道,是东晓南路-广州南站连接线北段工程,是广州市重点工程,道路标准为城市快速路,工程纵穿海珠区、番禺区,线路全长4.35公里,其中盾构段长2077米,开挖直径15.07米,最大埋深50.64米,以双管盾构隧道形式下穿珠江沥滘水道、三枝香水道、洛溪岛,是珠江流域首条超大直径市政盾构隧道。
海珠湾隧道工程纵建设内容包括过江隧道1座,长3.46公里 ;互通立交3处,从北至南分别为南洲路立交交节点、环城高速立交交节点、南浦大道立交交节点,分别与南洲路、环城高速和南浦岛实现交通转换,项目总投资约116.8亿元。
海珠湾隧道需要下穿珠江后航道、洛溪岛和三枝香水道,且项目沿线建构筑物密集,对掘进参数设计提出了极高要求,其施工难度可想而知,
为此,广州拟建最大直径盾构隧道,工程穿越中风化和微风化泥质粉砂岩地层,利用盾构机掘进过程中极易产生泥饼和开挖仓滞排,把海珠湾隧道打造成第一条下穿珠江的14.5米超大直径的盾构车行隧道。
海珠湾隧道就是要穿越珠江连,建造盾构始发端、接收端穿越楼房群桩达100余根,为全国首例超大直径盾构大规模磨群桩施工。
2022年9月28日,由广州交投集团和中铁十四局联合打造的广州最大直径盾构机——“大道先锋号”顺利下线,
该盾构机是为海珠湾隧道项目量身定制的,全长140米,由刀盘、盾体、桥架、拼装机和五节台车组成,开挖直径达15.07米,总重约4000吨,配置了可常压开仓换刀的复合刀盘,刀盘开口率为30%,总重(含刀具)536吨,含有212把刮刀,40把滚刀和36把撕裂刀,还配有可伸缩性主驱动、超前地质探测、高精度气液平衡、同步注射双液浆、盾尾间隙自动测量等一系列智能化系统。
而且,大道先锋号”盾构机的刀具进行了适应性设计,如为适应泥质粉砂岩地层高效掘进需要,配置VMT自动测量监控系统、刀具磨损监测功能等,实时比对盾构机实际掘进轴线和设计轴线之间的偏差,及时纠偏导正,保障成型隧道符合设计轴线。在设备选型上为盾构机长距离穿越珠江三角洲上软下硬的复杂红层地质做足了前期准备,实现了“量身定制”。
“大道先锋号”盾构机的名字,源自广州交投集团“大道先锋”党建文化品牌,整机长140米,总重量约4000吨,高度超过5层楼。
地铁盾构一般在6米到8米之间,“大道先锋号”盾构机直径达到15.07米,于去年9月在南沙顺利下线,是广州最大直径盾构机,在国内也处于一流水平,被业界称为广州第一盾。
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5月14号始发的“开路先锋号”盾构机,是海珠湾隧道工程东线隧道上,继“大道先锋号”后的第2台盾构机。
“开路先锋号”由广州交投集团、中铁十四局集团和中国铁建重工集团联合打造。总长130米,总重约4300吨,高度超过5层楼,装备总功率9845千伏安,主驱动核心由16台350千瓦的电机组成,总功率达5600千瓦,最大推力222173千牛,额定扭矩42784千牛米,最大推进速度每分钟50毫米,最大工作压力0.8兆帕。
作为盾构机高效掘掘土开路的刀盘,“开路先锋号”的刀盘直径达15.07米,总重量达450吨,是带压复合刀盘,配置宽切刀192把、边缘刮刀组件16组、超挖刀2把、滚刀106把,其中正面滚刀77把,刃间距由常规的100毫米压减至75毫米,保障了刀刃的破岩能力,使掌子面切削更密实、更匀称。同时,它的刀盘装有感应元件,能实时感知刀具工作状态,结合主驱动前后伸缩功能,为盾构机及时“换牙”提供了更为先进的智慧手段,为复杂红层超大直径盾构安全快速掘进提供有力保障。
海珠湾隧道项目以打造智慧工地为一大亮点。据记者了解,该项目采用了BIM、北斗、物联网和全景摄影测量等先进技术,以实现以下目标:制定施工影响范围内城区重点交通节点通行预备方案、调查燃气电力水务等市政管线基础信息、进行施工现场质量控制等工作。此外,BIM技术可联通手机、平板电脑等移动终端,实时采集现场试验检测数据和质检数据,提高数据采集速率和精度,并将信息及时上报给工程管理人员,以提高决策效率。
另外,海珠湾隧道项目还自主研发了IPM系统,通过智能管控实现项目的综合发展。该系统结合云计算、大数据、物联网和移动应用等先进技术,以智慧企业战略管控为核心,开展海珠湾隧道项目全类型和全过程一体化智慧管理。
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薛晓杰是广州交投集团海珠湾隧道项目工程部的副经理,负责管理质量和技术领域。在她看来,尽管海珠湾隧道仅有4.35公里,但穿越城市的工程难度却相当大。海珠湾隧道以双洞盾构隧道的形式穿过了中核商务大厦、万科泊寓公寓楼等密集建筑物。“按照原始方案,这些建筑物都需要被拆除,但是这样会给拆迁造成很大影响,因此在项目开始之前,我们一直在探索是否有更优的方案。”
因此,海珠湾隧道项目团队积极寻求新的工艺工法和技术措施,以最大程度减少工程对周围居民环境的影响。薛晓杰告诉记者,团队成员们在那段时间里不仅组织了许多专家研讨会,还主动向其他行业单位或同行咨询,讨论如何通过工程措施来减少影响。几个月的时间里,如何通过措施减少影响周边人文环境成为了最常讨论的话题。
最终,经过反复推敲和研讨,联合参建各方针对自身工程特点提出了针对性的原位保护方案。该方案通过在既有建筑物下新建桩基以替代原有桩基,切断原桩基与建筑物的连接,保证在盾构机在既有建筑物底部穿越时不会对上部结构的安全和稳定造成影响。最终,大家都松了一口气:“当时我们感到终于有了结果,我们可以解决这个难题了!”
自从选择桥梁专业以来,薛晓杰就想到了可能会经常跑工地。无论何时、无论身在何地,只要有电话来电,她就要赶到工地。在她看来,女性在这个领域中较为少见,但她并不认为这有什么不同。薛晓杰说:“只有真正亲身体验过,才能感受到这个行业的魅力。” 当项目结束后,再回想参建的这段经历,薛晓杰的感触与众不同。她曾参与的一个项目是花莞高速公路,她回忆说:“现在开车经过时,总会想起那里曾是我奋斗的地方。”
海珠湾隧道效果图
海珠湾隧道计划在2024年底建成通车。到那时,居住在海珠和越秀等中心城区的人们将能够在短短15分钟内抵达广州南站,这将大大方便沿线居民的出行,并有效缓解长期以来的绕行和拥堵问题。
同时,海珠湾隧道的建成将进一步提高广州南站的集疏运能力,发挥其核心门户枢纽的重要作用。这对于推动广州国际综合交通枢纽建设和实现广州高质量发展非常重要,同时也有助于加强粤港澳大湾区的互联互通,促进国内大循环和国际双循环的畅通。
参考资料:
广州日报:《海珠湾隧道预计2024年通车》
南都广州:《广州海珠湾隧道开始“穿江”,未来中心城区15分钟直通南站》
南方+:《始发!广州最大直径盾构机“上工”,海珠湾隧道开启“穿江之旅”》
Metro Bay:《穿越珠江洛浦,连接番禺海珠——海珠湾隧道进展俯瞰》