“七大工艺”巧破难题 中铁隧道局艰苦鏖战畅通苏州“经济动脉”
2024-06-11 22:38

中铁隧道局苏州国际快速物流通道二期工程—长江路南延工程项目经过1050天的艰苦鏖战,顺利实现七子山隧道北段主体工程贯通,攻克国内最长城市山岭隧道、国内在建最大断面城市公路隧道,带动我国公路建设在攻克城市山岭隧道施工难题方面取得新的重大突破。

七子山隧道工程

“经济动脉”连南北

七子山,旧名横山,位于苏州市西南郊,山体绵延于吴中区木渎、横泾街道、越溪街道和虎丘区横塘四镇,风景秀丽,有七子山禅林、八仙殿、南朝传奇“梁祝”墓所等知名古迹,为苏州著名旅游景区,犹如一道天然屏障,横亘于木渎到旺山之间,阻碍两地交通。

长江路南延工程项目位于江苏省苏州市吴中区木渎镇与越溪镇境内,由苏州市吴中区交通运输局投资建设,作为苏州市“十三五”重点交通工程之一,担负着苏州城市“八纵八横”主干路网其中“一纵”的重要职能。项目主线全长6.428公里,按双向六车道城市主干道标准建设,设计速度为60公里/小时。

中铁隧道局参与建设的七子山隧道,隧道全长约6.18公里,呈南北走向,是国内在建最大断面城市公路隧道。隧道跨度超过30米,属特大跨隧道,地下风机房面积达1481.8平方米,为国内工程规模最大的地下风机房,建设施工难度极大。

七子山隧道工程

“连拱+特大跨”挑战

七子山隧道由明挖段、明挖暗埋段、连拱隧道、大跨隧道和标准断面隧道五部分组成,其中,连拱隧道及大跨隧道围岩等级为IV~VI级,为软岩隧道。连拱段隧道进口覆土厚度平均4.5米,为表土、黏土、粉质黏土、含碎石粉质黏土、碎石土等,开挖施工中极有可能发生沉降,对地表公墓造成影响。左右线隧道最近间距仅为7.1米。连拱隧道与一般连拱隧道相比为“非对称连拱隧道”,施工过程中需克服隧道偏压等困难。

大跨隧道共有五种断面形式,其中最大断面开挖跨度30.5米,高度18.06米,最大开挖面积425.67平方米。大跨结构呈“坦拱”状,围岩与支护体系受力性能差,失稳风险高,分部开挖数量多,单断面最多分12个小导洞分别进行开挖,施工进尺极慢,安全风险极高,爆破开挖时对临时支护影响大,临时内支撑拆除时,受力转换复杂,施工风险大。

“七大工艺”巧破难题

为破解“国内最大断面城市公路隧道暗挖”过程中遇到的各种施工和技术难题,中铁隧道局技术团队在以往隧道建设经验的基础上,深入现场对七子山隧道“连拱隧道小断面转大跨大断面施工”“大跨隧道大断面开挖施工”“大跨隧道临时支撑施工”“大跨隧道防水施工”4个施工重难点及对应措施进行施工方案论证,充分发挥技术力量,做好技术服务工作和资源调配工作,着力解决安全生产难点、痛点问题及技术攻坚、管理创新难题,首创“浅埋连拱隧道安全进洞技术”“连拱隧道向大跨隧道转换施工技术”“地下风机房立体交叉施工技术”等七大施工工艺,保证了施工顺利推进和工程建设质量。

项目采用弧形导坑的方式进入大跨隧道断面,巧妙避开了“多导洞依次施工”“机械设备转换多”“施工工期长”等施工组织难题,实现了连拱隧道支护与大跨隧道支护同步施工,连拱隧道施工完成,实际工期较工筹计划大幅缩短,左线节约194天,右线节约346天,有效地提高了施工效率。

在正洞施工中,项目按照“先放后抗、放抗结合”的原则,采用导洞超前施工释放地应力,后二次扩挖的方案进行施工,采用隧道施工罕见的三层初期支护,通过增加初期支护底部与围岩接触面积,增强初期支护承受围岩压力能力,支护与支护之间采用“背靠背”“错开”等布置形式,小导管径向注浆加固,大锁脚、涨壳式预应力锚杆等措施同时运用,为成型隧道穿上了“锁子甲”“金刚甲”,为施工安全质量上了多重“保险”。

面对国内工程规模最大地下风机房施工任务,项目反复研究讨论,运用挑顶、反向挑顶、台阶法等工艺变换,在有限空间内完成了6种不同的通道类型、11种断面型式、15个交叉体系的施工任务,顺利解决了大断面洞室开挖、陡坡洞室开挖、渐变段开挖、上跨段联络风道开挖等施工难题。

截至目前,项目先后取得或正在受理中的《一种地下暗挖与二衬支架施工用一体化台架》等实用新型、外观设计专利3项,《一种连拱隧道向大跨隧道转换的施工方法》等发明专利10项,《浅埋软岩大跨度隧道三层初期支护双侧壁导坑法施工工法》等工法5项,《软弱围岩双连拱隧道综合支护措施适用性研究》等论文2篇,为国内后续城市山岭隧道工程攻克浅埋、软岩、大跨、偏压、小净距、多断面、断层破碎带、小空间大箱室、下穿敏感建筑群、非闭合异型基坑支护、超大面积立体交叉地下隧道群等困难问题,提供了强有力的施工和参考经验,填补了国内超大地下风机房施工及通风领域的空白。

福惠苏州千万家

长江路南延工程建成后,将打破七子山天然屏障,有效分流友新快速路、金枫快速路的车流,从木渎到达旺山,通行时间由原来的半小时左右缩短至7分钟,驾车仅需行驶约6.5公里,路程缩短了超过一半。同时,长江路南延工程将与太湖新城的旺山路及规划苏州湾1号隧道衔接,增加贯通性城市道路,承担南北片区短途交通联系,形成一条联系高新区、吴中区、吴江区的交通性主干路,实现区域城市组团之间的融合发展,对提升路网服务水平、改善城市通行条件、支撑和促进地区经济、旅游、教育发展具有重要意义。

扬子晚报/紫牛新闻记者 姜婧仪


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