創新技術打造「太湖隧道」 中國最長湖底隧道通車

編輯︰昭仁

  歷時四年建設,被稱為「滬寧二通道」的蘇錫常南部高速常州至無錫段正式通車!作為長三角地區的城際交通要道,此條串連起蘇錫常三地的高速通車後,可以有助舒緩目前滬寧高速公路車流飽和的情況。而作為工程關鍵部分的國內最長湖底隧道——太湖隧道亦同步於去年12月30日開通,標誌着中國湖底隧道工程技術取得重大突破。

穿越太湖非易事 建設「太湖隧道」挑戰大

  蘇錫常南部高速公路常州至無錫段起自常州前黃鎮,穿越太湖梅梁湖,終點在南泉接無錫環太湖高速公路,路線全長43.9公里(無錫段22.43公里,常州段21.47公里),全線採用雙向六車道高速公路標準建設,非常寛闊。由於整項工程的難度所在是要穿越太湖,所以全長10.79公里、雙向6車道、淨寬40.6米、淨高7.25米的太湖隧道便至關重要,成為了蘇錫常南部高速公路最關鍵的節點工程。

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蘇錫常南部高速公路常州至無錫段正式通車,其中10.79公里的太湖隧道是現時中國最長的湖底隧道,建設起來絕非易事。(網上圖片)

  據悉,太湖隧道橫斷面採用折板拱兩孔一管廊形式,兩側行車孔單孔淨寬17.45米、淨高7.25米,破萬米的長度亦令太湖隧道成為現時中國最長的湖底隧道。

  然而,如此一條浩大的太湖隧道建設起來殊不簡單,需要突破諸多技術難點。其中,隧道結構的混凝土抗裂防滲要求高,1.4公里長的圍堰和基坑,位於湖底8至15米深厚的淤泥之中,施工技術相當複雜。

  同時,太湖隧道集超長水中圍堰、長大深基坑、多種支護形式施工於一體,涉水作業時更需經過四個汛期,安全風險不小。再者,太湖隧道位於中國經濟發展較蓬勃的長三角蘇南地區,周邊旅遊資源豐富,建設湖底隧道需要穿越多處環境敏感區,其中太湖水域尤對環保要求嚴格,這些都對太湖隧道的建設帶來不少挑戰。

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「碧玉螺」風亭是太湖隧道主體結構的排風井,起着隧道通風和應急救援的重要作用。「碧玉螺」直徑45米、高39米,共有17.4萬顆LED點光源,從太湖岸邊望去形態優美、鮮艷奪目,成為了太湖上的標誌性景觀。(圖片來源:視覺中國)

攻克湖底隧道建設難題 「太湖隧道」創新工法成突破

  為了攻克太湖隧道的建設難題,施工團隊不斷在工藝工法上尋求創新和突破。據中鐵四局蘇錫常太湖隧道項目經理費曉春介紹,團隊首次提出了「四倉流水作業」的施工方法,即在第一倉主體施工完成後進行土方回填、回水,然後第二倉進行主體結構施工,第三倉進行圍護結構施工和土方開挖,第四倉就進行倉內抽水和清淤施工。

  每當第一倉回填完成後,就會拔除圍堰鋼板樁,將各類施工資源重複利用到新的第五倉,再不斷重覆以上工序,達到資源循環利用的作用。無論在技術、經濟、環保等方面,皆具有明顯的好處。

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面對「太湖隧道」的施工挑戰,建設團隊採用了「四倉流水作業」的創新工法,實現了施工資源的循環利用。防水方面則用了「三重六層」的防水施工技術,保證太湖隧道滴水不漏。(圖片來源:視覺中國)

  除了「四倉流水作業」之外,太湖隧道作為湖底隧道,其防水質量最為關鍵。

  針對「十隧九漏」的普遍質量通病,太湖隧道應用了「三重六層」防水施工技術,實現了滴水不漏的建設目標。「三重六層」的第一重防水是混凝土結構自防水,採用基於水化速率和加冰物理降溫階段收縮協同調控方法,在滿足施工和易性、強度的前提下,對混凝土原材料及其性能進行專項量化設計和選擇,同時引入分佈式光纖傳感技術,實時採集溫度、振動數據,控制混凝土澆築質量,以實現主體結構混凝土無貫穿性裂縫。

  隧道的第二重防水則是在施工縫、變形縫處設置外貼式止水帶、中埋式鋼邊止水帶和內裝可卸式止水帶,實現了極佳的「接縫防水」。

  最後一重防水就是隧道外包防水,施工團隊在隧道外側包裹起一層防水卷材,為整條太湖隧道添上了一件超級防水的「雨衣」,極大程度上降低了滲漏的可能性。

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「太湖隧道」除了長度稱霸之外,還是一條「智慧隧道」,加入了不少高新科技的應用,像是隧道頂設置了LED可變景觀帶,能夠呈現「星空」和「藍天白雲」主題的幻變燈飾,美觀而實用。(圖片來源:視覺中國)

  在整體施工和防水技術的創新以外,整條太湖隧道還加入了許多高新科技的應用,當中包括應用到5G技術、北斗精確定位、光纖檢測、多目標雷達跟踪、光譜檢測、大數據分析等。

  同時,太湖隧道還設置了視覺疲勞喚醒系統、交通事件檢測及預警系統、智能無極調光照明系統和隧道通風運營節能系統等,推動現代高新技術與高速公路建設的深度融合。而當中值得一提的是,隧道設置了智能視覺系統和洞口距離提示特色標誌,側牆用上藍、黃、綠三種色帶裝飾元素,隧道頂部則交替設置了三處LED可變景觀帶,能夠呈現「星空頂」主題和「藍天白雲」主題的幻變燈飾,讓行車期間恍如置身於大自然和浩瀚星空之下,既起到美化隧道的作用,更能有效緩解駕駛員因長時間在密閉空間中行車,所產生的緊張和壓抑情緒,畢竟整條太湖隧道有足足10.79公里之長。

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