跟着声声汽笛响起,一艘艘满载出口物资的货轮慢慢驶离山东胶州湾畔的青岛港,航行于大海之上。正在胶州湾海平面百米之下,一项“看不见”的超等工程正正在热火朝天实行。
4月19日至4月25日,2024年全国地道大会正在深圳举办,中国共有9个项目入选“环球地道与地下工程范畴50项象征性工程”,青岛胶州湾第二地道项目便是此中之一。这条地道相联青岛主城区和国度级新区青岛西海岸新区,计划时速80公里,工程全长17.48公里,地道总长14.37公里,修成后将成为全全国最长的海底道道地道。
头顶是汪洋大海,火线是丰富地质,身处于多样的水文地质情况,这个创办范畴最大、长度最长、归纳施工难度最高的海底道道地道工程需攻陷哪些“全国级挑衅”?青岛执行将为环球海底地道创办带来哪些体会和开发?沿途走近胶州湾第二地道项目。
TJ-04标段北主线米,凯旋治理了开挖地质丰富、施工涌水量大等本事难点,为后续工程施工亨通推动奠定了坚实根基;探道前卫“国信号”盾构机掘进达1100环,象征着该工程任事地道盾构段掘进里程已过半近一个月来,闭于胶州湾第二地道创办进度的好信息络续传来。
“二隧的主体工程采用对向掘进的施工形式,目前青岛端和黄岛端的开挖里程总和已超4公里,地道全体进度约莫完结了三分之一。”青岛国信胶州湾第二海底地道有限公司总司理李翔先容,主体项目折柳正在黄岛陆域段主洞口、海域段斜井洞口和青岛港八号船埠修树了三大工区、六个标段,总工期计算72个月。
这项超等工程将创造五项全国记录:全国创办范畴最大的海底道道地道、长度最长的海底道道地道、穿越大范畴断层的最大断面海底地道、水压最高的超大直径盾构地道、首座超大直径盾构与大断面钻爆法对接的海底地道。而这些全国记录的背后,有着超乎联念的丰富前提。
与2011年通车运营的青岛胶州湾地道比拟,二隧工程创办前提特别丰富,拥有“四极”特质极其丰富的地质前提、极端敏锐的修造情况、极高请求的修造质料、尽头恶毒的服役情况。
整体项目已探明的就有22条断层分裂带、节理裂隙麇集发育带等不良地质体,强大地质劫难危害源浩繁,此中,最大的一条“沧口断裂带”影响宽度到达了610米。这些构造极易导致地道衬砌错断、布局断裂,诱发坍塌及涌水突泥劫难等。
“咱们能够大略把地壳联念成一张强盛的千层饼,地壳运动就像正在扭断这张千层饼。此中,受到挤压发生的裂隙被称作压性裂隙,被扯停业生的裂隙就叫张性裂隙,二隧要紧面对的便是张性裂隙的挑衅。”李翔告诉记者,因为胶州湾海底表层浸积物少、浸积厚度幼,这一条条裂隙就像张着的大嘴,与海水直接连通。正在地道施工进程中稍有失慎,就极易酿成相联海水的导水通道,导致大范畴突涌水劫难。
比拟山岭地道,海底地道的服役情况更为残酷,将面对“多离子、高浓度、洪流压”的耐久性题目。胶州湾海域水体中的氯离子和硫酸根离子浓度较高,它们都属于钢筋混凝土的腐化源,容易慢慢腐化地道主体。别的,埋深逾越百米带来的高水压,给施工和装置带来耐压密封的挑衅。
为了摸清丰富的水文地质情形,二隧工程构修了“空-海-隧”三位一体的勘测本事系统。项目团队原委勘察出现,迫近黄岛端一侧的地层多为较为完美的花岗岩,迫近青岛端的一侧多为凝灰岩,岩质软硬不均。
面临这个丰富前提,项目决策采用“钻爆+盾构”组合施工法。黄岛端采用钻爆法施工,青岛端采用盾构法施工,折柳从胶州湾东西两岸向胶州湾掘进,并正在海底对接。
据理会,黄岛主线公里,单线米。施工进程中,正在国内海底地道施工范畴初次扩大采用三臂凿岩台车、喷射混凝土呆板手、拱架安设台车等大机配套全工序呆板化施工本事,下降了工人劳动强度、革新了功课情况,同时裁汰掌子面功课人数和地道开挖扰动次数,有用下降和平危害。
盾构段则“集齐”三台盾构机:“国信号”盾构机开挖直径8.18米,用于任事地道掘进施工,将正在丰富海面之下为两条主线地道探明火线道道;“海天号”和“深蓝号”盾构机开挖直径均为15.63米,折柳用于南、北主线地道掘进施工。
正在胶州湾第二地道工程和平坐蓐更动教导中央的不远方,便是青岛端盾构地道的始发井。记者跟从处事职员,沿着约5层楼深的始发井走毕竟部,再行进560余米,来到了南线施工功课面。
映入眼帘的圆形硕大无朋,是正正在慢慢动弹的“海天号”盾构机刀盘。施工进程中,盾构机每掘进一段隔绝便停下“歇歇”,用预造好的混凝土管片组装地道,换言之,隧洞挖到哪里,地道也随之修到哪里。
盾构主线公里,断面竖向分为上中下三层,车道上部空间安插排烟道,下部安插疏散通道、管廊,沿地道纵向每80米足下修树一处连通疏散通道的楼梯间。与用钻爆法掘进的地道分歧,盾构地道给人的最大感染便是整洁、整洁,犹如一个轨范化车间,全然不见灰尘飞扬的场景。
现场处事职员告诉记者,“海天号”盾构机始发即入海,需长隔绝穿越丰富多变、软硬不均及断裂带地层。同时,该段地道最大埋深96米,水土压力强盛,相当于拳头巨细面积上要承担亲昵100公斤的重量。“为了应对丰富地质前提、高水压、长隔绝硬岩掘进等难点,海天号盾构机改进装备了伸缩式主驱动、伸缩式开挖仓监督体例等,采用了短螺旋输送机+碎石箱+碎石机的计划,将有用裁汰因前仓渣石聚集酿成的滞排危害。”
正在盾构机的操作室内,“海天号”盾构机机长翟志浩正正在操作台前眷注着工程的起色,狭窄的空间里装置了多个屏幕和按钮。
“我眼前的这两个屏幕折柳是主机操作体例和泥水操作体例。主机操作体例就像汽车的倾向盘和导航体例,用来节造盾构机行进处事的倾向;泥水操作体例则用来统治盾构进程中发生的渣土,将它们运送回地面实行后续统治、轮回诈骗。”翟志浩告诉记者,盾构地道的呆板化程度很高,一个班次只须要二三十人即可,实行了职员简配。
“洞内人数544人,此中照料职员94人,劳务职员450人;南线米,北线米”
走进胶州湾第二地道工程和平坐蓐更动教导中央,最显眼的是一块电子显示大屏,它承载着青岛国信二隧公司研发的大型根基办法数字修造平台。通过这个“伶俐大脑”,坐正在电子大屏前的处事职员能够精准监控项目起色情形。
“该平台统统上线后,咱们先前列下的处事流程齐备转换成了线上新闻流。一线照料职员通过手机APP及时报验的数据,包罗现场质检材料、计量计价、地质预告等新闻,都能同步链接到每个BIM(一种操纵于修修工程计划、修造和照料的数字化用具)模子构件上,同步天生一套完美的孪生数字档案。”李翔先容,另日项目告终后,这套数字档案将取代古板的纸质档案,实行原生电子档案单套造移交。
除了为照料供给帮帮,数字化也融入到每一位地道工人的闲居处事中,为他们的和平保驾护航。譬喻,工人进入地道处事时,除了正在洞口闸机刷脸,借帮和平帽上的定位标签,平台上也会及时显示其所正在身分、手脚轨迹和进出地道韶华。地道内音响嘈杂,工人和平帽和洞内车辆上都安设了有定位和报警效用的幼喇叭,一朝车辆和职员逾越和平隔绝,喇叭就会自愿报警,确保人车和平。
正在二隧项主意地道里,即使是海平面以下115米的施工一线G交融通讯收集和北斗定位体例也能保护数字化体例平静运转。体例串联起手机报验协同APP、5G巡检单兵兴办、AI高清摄像机、氛围检测传感器、人车定位芯片等一系列物联网兴办,通过平台就能随时理会一线掌子面的功课情形,随时做好应对突发情形的教导预备。
正在地道创办中,管片品德直接干系着地道的成型质料和工程寿命,智能化也是二隧项目管片坐蓐的显然特点。
项目设立了数字化管片流水坐蓐线,通过正在伶俐管控平台、智能坐蓐线升级、节造集成等方面实行冲破,统统擢升管片坐蓐的自愿化、智能化和新闻化程度,进一步裁汰各工艺闭键的人为加入。据理会,目前已实行了运载机械人、焊接机械人、整理机械人、喷涂机械人和扫描机械人等单项独修功课和体例归纳合营,餍足预造管片蒸养进程中温度、湿度的自愿节造。
行为青岛市“七横九纵”高神速道网的主要构成个别,胶州湾第二地道修成后,青岛将开启“双隧时期”,将有用缓解跨湾交通压力、容易市民出行,进一步鼓舞东、西两岸的人流、物流,对青岛环胶州湾一体化繁荣、优化都邑空间结构施展主要效用。