创新技术打造“太湖隧道” 中国最长湖底隧道通车

编辑︰昭仁

  历时四年建设,被称为“沪宁二通道”的苏锡常南部高速常州至无锡段正式通车!作为长三角地区的城际交通要道,此条串连起苏锡常三地的高速通车后,可以有助舒缓目前沪宁高速公路车流饱和的情况。而作为工程关键部分的国内最长湖底隧道——太湖隧道亦同步于去年12月30日开通,标志着中国湖底隧道工程技术取得重大突破。

穿越太湖非易事 建设“太湖隧道”挑战大

  苏锡常南部高速公路常州至无锡段起自常州前黄镇,穿越太湖梅梁湖,终点在南泉接无锡环太湖高速公路,路线全长43.9公里(无锡段22.43公里,常州段21.47公里),全线采用双向六车道高速公路标准建设,非常寛阔。由于整项工程的难度所在是要穿越太湖,所以全长10.79公里、双向6车道、净宽40.6米、净高7.25米的太湖隧道便至关重要,成为了苏锡常南部高速公路最关键的节点工程。

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苏锡常南部高速公路常州至无锡段正式通车,其中10.79公里的太湖隧道是现时中国最长的湖底隧道,建设起来绝非易事。(网上图片)

  据悉,太湖隧道横断面采用折板拱两孔一管廊形式,两侧行车孔单孔净宽17.45米、净高7.25米,破万米的长度亦令太湖隧道成为现时中国最长的湖底隧道。

  然而,如此一条浩大的太湖隧道建设起来殊不简单,需要突破诸多技术难点。其中,隧道结构的混凝土抗裂防渗要求高,1.4公里长的围堰和基坑,位于湖底8至15米深厚的淤泥之中,施工技术相当复杂。

  同时,太湖隧道集超长水中围堰、长大深基坑、多种支护形式施工于一体,涉水作业时更需经过四个汛期,安全风险不小。再者,太湖隧道位于中国经济发展较蓬勃的长三角苏南地区,周边旅游资源丰富,建设湖底隧道需要穿越多处环境敏感区,其中太湖水域尤对环保要求严格,这些都对太湖隧道的建设带来不少挑战。

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“碧玉螺”风亭是太湖隧道主体结构的排风井,起着隧道通风和应急救援的重要作用。“碧玉螺”直径45米、高39米,共有17.4万颗LED点光源,从太湖岸边望去形态优美、鲜艳夺目,成为了太湖上的标志性景观。(图片来源:视觉中国)

攻克湖底隧道建设难题 “太湖隧道”创新工法成突破

  为了攻克太湖隧道的建设难题,施工团队不断在工艺工法上寻求创新和突破。据中铁四局苏锡常太湖隧道项目经理费晓春介绍,团队首次提出了“四仓流水作业”的施工方法,即在第一仓主体施工完成后进行土方回填、回水,然后第二仓进行主体结构施工,第三仓进行围护结构施工和土方开挖,第四仓就进行仓内抽水和清淤施工。

  每当第一仓回填完成后,就会拔除围堰钢板桩,将各类施工资源重复利用到新的第五仓,再不断重覆以上工序,达到资源循环利用的作用。无论在技术、经济、环保等方面,皆具有明显的好处。

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面对“太湖隧道”的施工挑战,建设团队采用了“四仓流水作业”的创新工法,实现了施工资源的循环利用。防水方面则用了“三重六层”的防水施工技术,保证太湖隧道滴水不漏。(图片来源:视觉中国)

  除了“四仓流水作业”之外,太湖隧道作为湖底隧道,其防水质量最为关键。

  针对“十隧九漏”的普遍质量通病,太湖隧道应用了“三重六层”防水施工技术,实现了滴水不漏的建设目标。“三重六层”的第一重防水是混凝土结构自防水,采用基于水化速率和加冰物理降温阶段收缩协同调控方法,在满足施工和易性、强度的前提下,对混凝土原材料及其性能进行专项量化设计和选择,同时引入分布式光纤传感技术,实时采集温度、振动数据,控制混凝土浇筑质量,以实现主体结构混凝土无贯穿性裂缝。

  隧道的第二重防水则是在施工缝、变形缝处设置外贴式止水带、中埋式钢边止水带和内装可卸式止水带,实现了极佳的“接缝防水”。

  最后一重防水就是隧道外包防水,施工团队在隧道外侧包裹起一层防水卷材,为整条太湖隧道添上了一件超级防水的“雨衣”,极大程度上降低了渗漏的可能性。

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“太湖隧道”除了长度称霸之外,还是一条“智慧隧道”,加入了不少高新科技的应用,像是隧道顶设置了LED可变景观带,能够呈现“星空”和“蓝天白云”主题的幻变灯饰,美观而实用。(图片来源:视觉中国)

  在整体施工和防水技术的创新以外,整条太湖隧道还加入了许多高新科技的应用,当中包括应用到5G技术、北斗精确定位、光纤检测、多目标雷达跟踪、光谱检测、大数据分析等。

  同时,太湖隧道还设置了视觉疲劳唤醒系统、交通事件检测及预警系统、智能无极调光照明系统和隧道通风运营节能系统等,推动现代高新技术与高速公路建设的深度融合。而当中值得一提的是,隧道设置了智能视觉系统和洞口距离提示特色标志,侧墙用上蓝、黄、绿三种色带装饰元素,隧道顶部则交替设置了三处LED可变景观带,能够呈现“星空顶”主题和“蓝天白云”主题的幻变灯饰,让行车期间恍如置身于大自然和浩瀚星空之下,既起到美化隧道的作用,更能有效缓解驾驶员因长时间在密闭空间中行车,所产生的紧张和压抑情绪,毕竟整条太湖隧道有足足10.79公里之长。

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