5月20日上午,南京江心洲长江隧道接受井。随着巨大的盾构机缓缓转动,在泥水中探出小半个脑袋,至此,施工满一年的长江左线隧道终于贯通,在长江下“走”完3022米的行程。
南京把江底凿通,愣是在滔滔大江下钻出五层楼高的隧洞。这项被称为“水下第一难”的工程,施工中到底有多难,建成后对南京影响有多大?在昨日现场,记者采访了有关专家。
长江三隧“各有千秋”,南京隧道施工最难
万里长江上,目前已建和在修大桥60多座,过江隧道仅3座:武汉长江隧道、南京长江隧道和上海沪崇苏隧道。
中国工程院院士、著名隧道建设专家钱七虎说,这三座隧道“各有千秋”:去年12月28日通车的武汉隧道,是我国第一条长江公路隧道,双线双车道,时速50公里。昨日贯通的南京隧道,设计为双向六车道,时速80公里,其开挖直径14.93米,超过了目前世界上已建成最大直径的荷兰格林哈特隧道。建设中的沪崇苏隧道水下长度达6公里,隧道直径15.44米,贯通后又将刷新南京隧道的“世界纪录”。
专家认为,我国长江中下游三大隧道开建并陆续通车,标志着我国穿越江河湖海的隧道技术臻于成熟,达到世界先进水平。
“不过就隧道施工遇到的困难和风险来说,南京长江隧道堪称‘水下第一难’。”钱七虎说。南京段江底是长江冲刷段,不同于长江口江底泥沙淤积而成,因而江水更深,水压更大。南京隧道压力6.5公斤/平方厘米,相当于指甲盖承受冲击电钻的压力(沪崇苏隧道5公斤多/平方厘米)。
南京江底复杂的地质结构,更加大了施工难度。南京隧道要穿越淤泥、粉细沙、砾砂、卵石和风化岩五种地质。南京市发改委副主任程晓蔚打了个比方,南京隧道盾构机既要“喝稀饭”(粉沙和淤泥地质),又要“嗑蚕豆”,击碎坚硬的卵石和岩石,这可“难为”了要求地质稳定的盾构机刀头。
高水压、高透水性加上复杂地质结构,使长江隧道施工击穿冒顶、江底沉降、透水坍塌等风险巨大,前所未有。承担了我国大多数“国字号”隧桥工程的中国铁建总裁赵广发用三个“最”概括了南京隧道施工:中国长江上工程技术难度最大、地质条件最复杂、难题和挑战最多的世界级越江隧道工程。
引进吸收自主攻关,60多项核心技术“中国造”
昨天贯通的左线隧道披红挂彩,它一路奏凯,是60多项核心技术的结晶,也是在总结右线隧道施工经验、交了“学费”才顺利“毕业”的。早于左线开工的右线隧道,掘进中两次“卡壳”,迄今还有1000多米没钻完。
为攻克“水下第一难”,中铁十四局引进一台“利器”:德国海瑞克公司生产的超大盾构机;组成了一套科研班子:投入3000多万元组建60多人的专家团队,专题研究60多项施工课题,把洞内矛盾解决在洞外,把水中问题化解在岸上。
设计方铁四院高工韩向阳说,隧道最怕两样:渗水和火灾。为解决防渗,专家组打破了国外技术封锁,开发出遇水膨胀的聚醚聚氨酯材料,粘结在管壁接缝处。他们开发的高性能混凝土,不但抗裂、防渗,还防火。这两项技术使用后,隧道四壁拼接“板正”,滴水不漏,折服了日本盾构专家。
隧道靠近南岸的冲槽段是施工中“最大的世界级难题”。江水经年冲刷,使该段覆土最浅处只有11米,盾构机从此穿过,极有可能像蚯蚓一样隆起。设计方打算从水上抛石填厚江底,担心江水冲刷、影响河床稳定而否决。后经反复论证,采用改变盾构参数和泥水平衡,连续掘进72小时安全快速通过。长江隧道总工程师郭信君说,在超浅软土段盾构,就像在豆腐里钻洞,捅洞的棍子要够硬,捅的速度还要快,否则豆腐就糊成一团了。
盾构机快出洞,总该“胜利大逃亡”了吧?恰恰相反,隧道出洞就像飞机降落,是危险阶段。因为盾构机在江底泥水压力自成平衡,出洞时压力减轻,就像“拔出萝卜带出泥”,极易引起塌方或下沉。科研人员注浆加固洞口土层,插入冷冻棒降温到零下20度,打下多口水井抽水降低地下水位,模拟洞内施工环境,才将盾构机安全地“骗”出来。
即便面对世界隧道机械鼻祖的德国海瑞克公司,建设者也不迷信。去年8月,掘进3个多月的右线隧道盾构机掘不动了,我方会商判定是江底卵石磨损刀头造成的,德方技术人员却坚称机器没问题。检查后证实了中方技术人员的判断,并果断更换了国产刀头,恢复掘进。
南京长江隧道施工一年,总共化解了40多项施工风险,形成一批自己的核心技术,带动了我国地下工程建设关键技术和设备的国产化。专家称,南京隧道洞通,标志着我国在特殊不良水文地质条件下隧道建设取得重大突破。
主城“一步”到江北,还需打开“收费关”
南京纬七路过江通道包括江心洲大桥和过江隧道两部分。目前,夹江大桥框架已建成,今年可望通车。预计明年6月份,隧道全部建成通车。
夹江大桥使江心洲一步跨过长江,圆了洲上居民几代人的梦想,带动了江心洲开发热。据悉,江心洲规划已作调整,将大力发展科技生态型产业。
过江隧道对南京拥江发展和优化城市布局,将起到更大的推动作用。江北地区占有南京1/3的土地,1/4的人口,经济总量只及江南的1/10,原因是过江难。南京虽已建三桥过江,在建四桥,可只有大桥是“市内桥”,至今不堪重负,其他三座桥远离市区,难以缓解城区过江难。
隧道通车后,南京从河西过江仅需5分钟,到浦口仅需10分钟。隧道和长江大桥像两只长臂,把浦口揽入主城交通体系。主城中轴线以南的车辆,经内环路到江北,比从大桥走近得多。蓬勃发展的河西新城和中央商务区,可就近为江北配套。过江隧道、铁路南站建设以及河西南部的开发,将使南京城市重心向南部、向西南滨江倾斜,在更大的空间、更畅快的交通体系下发育成长。
但这些“蓝图”的实现,还需交通政策支持。记者从规划图上看到,纬七路过江通道收费站将设在江北,这意味着夹江大桥不收费,江心洲无偿搭上“便车”,但隧道过江还是要收费的。该项目是南京首个BOT(建设-运营-移交)项目,中铁投入33亿元建设,建成后收费运营30年移交南京。对建设方来说,投入要求回报无可厚非,但目前大桥已不收费,在此前提下隧道收费,过江分流效应无疑将打折扣。
作为“水下第一难”的过江隧道,施工中再难已克服;可作为城市重大基础设施的过江通道,要良好运营并发挥应有作用,还有瓶颈待打破。
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