万里长江高铁第一隧 超级地下工程的“终极考卷”

来源: 新重庆-重庆日报

新重庆-重庆日报记者 杨永芹

隧道通车效果图。

联通两枢纽

菜园坝长江铁路隧道是渝厦高铁重大控制性工程,全长11942米,起点渝中区重庆站,终点南岸区茶园新区花田咀村。该隧道全线贯通将使重庆两大核心高铁枢纽——重庆站、重庆东站实现地下直连,通行时间大大缩短,同时实现高铁入城不见路、不见桥、无噪音、无割裂,以地下超级工程释放地面城市空间。

硬核新设备

针对长江高水压掘进风险,工程投用12.66米超大直径“长江号”泥水平衡盾构机,并在国内首次实现大直径盾构机洞内组装、始发、接收、拆解全流程作业。“长江号”整机重3500吨、长142米,可实时动态抵消江底巨压,牢牢守住不涌水、不坍塌的安全底线。

尖端新技术

工程全面应用BIM数字建模、无人机航测、三维激光实时扫描等智能技术,构建厘米级数字施工模型,以毫米级精度安全穿越长江航道、地铁线路、超高层建筑等16处重大风险源。

施工最难点

工程叠加高水压江底、薄覆岩禁区、密集城市建筑群、多重复杂不良地质等多种罕见风险,并一次性集齐穿江、穿城、穿山、穿水四大极限施工场景。

高铁穿长江,曾是国内隧道工程的“不可能”。

高水压江底、薄覆岩禁区、密集城市建筑群、多重复杂不良地质,罕见的风险叠加。7月24日,随着最后一米岩壁被打通,国内首条穿越长江的高铁隧道——渝厦高铁菜园坝长江铁路隧道全线贯通。

这条全长11942米的超级隧道,一次性集齐穿江、穿城、穿山、穿水四大极限施工场景,被业内定义为国内工况最复杂、风险叠加最多、技术壁垒最高的高铁隧道工程。建设者历经数年攻坚,接连填补多项国内技术空白,破解江底高水压掘进、城区毫米级沉降控制、复杂地层复合掘进等一系列行业难题。

随着这条超级地下通道贯通,渝厦高铁全线通车后,重庆两大核心高铁枢纽——重庆站、重庆东站将实现地下直连,通行时间大大压缩。

全科难题

集齐地下工程多种极限工况

常规隧道建设通常只面临单一地质挑战,而菜园坝长江铁路隧道全线高风险、全段落高难度,堪称超级地下工程的“终极考卷”。

穿江,直面高水压浅覆岩禁区。隧道跨长江主航道段长1282米,最大水深42米,江底施工水压高达0.93兆帕,每平方厘米承压近10公斤。最大难点在于,江底最小覆岩厚度仅10米,属于典型“高水压、薄覆土”高危工况,极易诱发涌水坍塌、江水倒灌,是高铁施工公认禁区。

穿城,严控毫米级沉降扰动。线路7次下穿运营轨道交通,近距离穿越126栋建筑、160米超高层建筑群,距轨道最小净距仅25米。在密集城市核心区掘进,必须做到掘进不停、地面不动、轨道不晃,沉降控制标准严苛到毫米级。

穿山,对抗连片复杂不良地质。南山山体段大范围分布岩溶、破碎带、煤层瓦斯、老旧采空区,围岩破碎、地质多变,塌方、突水、瓦斯溢出风险全程伴随。

穿水,贴身穿越多座水库水体。隧道近距离横穿4处水库,距库底最小净距仅14.3米,水体渗透压力大,围岩遇水易软化、渗漏,止水封堵、围岩加固难度极大。

面对无先例、无范本的超级工程,项目摒弃单一工法,创新采用明挖、矿山、盾构三重工法接力施工,并在国内首次实现大直径盾构机洞内组装、始发、接收、拆解全流程作业,以定制化施工体系适配全线极端复杂工况。

硬核创新

定制技术装备啃下硬骨头

极端难题催生极限创新。项目通过装备迭代、工艺革新、智能管控,逐项破解世界级掘进难题。

针对前期硬岩掘进效率极低且市面无适配刀具的难题,中铁十四局建设团队自主升级滚刀材质与焊接工艺,采用高硬度合金齿+陶瓷耐磨焊接结构,彻底适配重庆复合硬岩地层,将日均掘进速度从4米提升至10米,解决长期困扰江底隧道的刀具快速损耗难题。

针对长江高水压掘进风险,项目投用12.66米超大直径“长江号”泥水平衡盾构机。整机重3500吨、长142米,搭载高精度气液压力平衡系统,调压精度达0.01兆帕,可实时动态抵消江底巨压,牢牢守住不涌水、不坍塌的安全底线。全套设备搭载239把定制刀具、高压冲刷、智能监测系统,实现复杂江底地层安全高效掘进。

同时,工程全面应用BIM数字建模、无人机航测、三维激光实时扫描等智能技术,构建厘米级数字施工模型,提前预判风险、模拟掘进路径,全程动态微调施工参数,以毫米级精度安全穿越长江航道、地铁线路、超高层建筑等16处重大风险源。

最优选择

高铁入城不扰城,两大枢纽互联

之所以要攻坚世界级难题、坚持隧道穿江方案,是基于城市发展的最优选择。

主城两江四岸城市建成度极高,长江两岸无地面、高架铁路拓展空间。若采用传统跨江走线,将产生巨额拆迁成本、割裂城市空间、破坏江岸风貌、干扰航道与市民生活。

通过全线地下隧洞穿越,项目实现高铁入城不见路、不见桥、无噪音、无割裂,以地下超级工程释放地面城市空间,实现重大交通工程与城市品质和谐共生。

与此同时,该隧道的贯通,标志着重庆中心城区高铁枢纽从“各自孤立”迈向“互联互通”。

依托这条战略通道,重庆加快构建“一场四站”枢纽直联体系,有序推进重庆站扩能改造、重庆东站至北站、九龙坡直通线等联络线建设,推动各大枢纽功能互补、高效联动。

工程投用后,将实现国家“八纵八横”渝厦通道、沿江通道在此交会,向西衔接成渝高铁、向东联通长三角、向东南通达海峡西岸,大幅提升重庆国家级综合交通枢纽辐射能级,为长江经济带、区域协同发展注入强劲动能。