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登錄水下隧道的案例
中國最深海底隧道貫通!海下80米爆破驚心動魄
11月6日上午10時,青島地鐵1號線海底隧道順利貫通。青島地鐵1號線海底隧道是國內首條地鐵海底隧道,也是國內最深的海底隧道和最長的地鐵海底隧道,是繼膠州灣大橋、膠州灣公路隧道之后又一條連接青島西海岸新區和主城區的過海大通道。
今天,超級建筑給大家介紹青島地鐵1號線海底隧道施工的情況。
水下隧道是隧道建設中難度比較大的一種,施工工藝與山嶺隧道和城市隧道有很大不同。水下隧道又分為江底隧道、湖底隧道和海底隧道,其中海底隧道的難度最大。此次貫通的青島地鐵1號線海底隧道是國內首條最深海底隧道和最長地鐵過海隧道,其施工難度極大。
青島地鐵1號線海底隧道是目前國內最深的海底隧道,隧道海底區間線路縱坡呈“V”字形,最深處距離海平面約88米,隧道上方每平方厘米至少承受8.8公斤水壓,相當于隧道每延米承受300輛小汽車的壓力。
青島地鐵1號線海底隧道也是國內最長的地鐵海底隧道,全長8.1公里,其中過海段長約3.49公里。隧道為單洞雙線隧道,位于既有膠州灣公路隧道東側約150米處,起自西海岸新區薛家島瓦屋莊站,下穿膠州灣灣口海域后,經團島到達貴州路站,是地鐵1號線最重要的控制工程。
海域段設置兩條主隧道,雙線中間無服務隧道,兩條隧道相距150米以上,高距相差不會超過10米, 海底部分最深處達到88米,其中水深就有40多米,隧道拱頂距離海底為33至39米 。
2015年9月,地鐵1號線海底隧道正式開工,參與建設的中鐵三局、中鐵十八局、青島第一市政等單位施工人員歷經1000多個日夜的艱苦奮戰,終于實現順利貫通。
青島地鐵1號線海底隧道工程地質復雜,存在海水突涌、圍巖垮塌風險,海底隧道主要巖性為花崗巖、安山巖、凝灰巖,共穿越18條斷裂破碎帶,破碎帶和海水直接連通,施工中極易發生坍塌、滲漏、突水,安全風險等級為Ⅰ級。
展開 國內最大水下盾構公路隧道
明天,由中鐵十四局集團承建的南京江心洲夾江隧道工程將正式通車,這是目前建成的國內最大直徑水下盾構公路隧道。
南京擁江發展的新地標
江心洲夾江隧道工程位于南京長江大橋和南京長江三橋之間,根據地理環境、長江航道和環境保護的要求,隧道北接江心洲夾江大橋,以斜拉橋形式跨越長江,向南以隧道形式下穿長江分叉夾江,順接已建成的青奧軸線隧道,進入南京主城區,是連接南京主城和江北新區的又一重要交通紐帶。
項目路線全長10.33公里,包括4.4公里的主汊跨江大橋,1.8公里的夾江隧道,4.1公里的兩岸接線,其中夾江隧道明挖段長596米,盾構隧道長1159米,管片外徑15米,設計為雙管6車道,行車時速80公里,于2017年5月開工建設。
江心洲夾江隧道的通車,使得隧道與南京段長江上的大橋、江北大道一起形成了南京繞城快速“一環”,“一環”內任意兩點,最多一小時內可通達,從江北到河西主城區開車縮短至10分鐘,大大縮短了空間距離,讓南京擁江發展有了新格局,成就了南京擁江發展的新速度。
展開 “鐵路版”港珠澳大橋正式上馬,挑戰世界難題!
記者了解到,前期研究過程中,對該段究竟采用橋梁還是隧道方式過海,業內爭議較大,中鐵第四勘察設計院通過全方位比選,推薦并評審通過了公鐵分建的隧道方案。
金塘水道海底公鐵隧道關系圖
該方案中,鐵路單洞隧道全長16.2公里,海底盾構段長10.87公里,無論從水下盾構隧道長度還是盾構橫斷面規模來看,都屬世界鐵路之最,開挖的每一米,都將伴隨著世界級難度的技術攻關。
和世界上已建成的部分著名水下隧道橫向對比,金塘海底隧道難度可見一斑。羅列一下:
第一,地質條件差。國內已建的廣深港獅子洋隧道(中國第一條海底高鐵隧道)、廈門翔安海底隧道(中國大陸第一條海底隧道)、青島膠州灣海底隧道(中國大陸第二條海底隧道),海中段均位于巖層,而甬舟鐵路隧道海中段位于巖土復合地層,國內尚無超大直徑泥水平衡盾構施工經驗。
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第二,水壓超高。港珠澳大橋隧道沉管埋入40多米海底,相當于要頂住近10層樓深的海水壓力,甬舟鐵路金塘盾構隧道最大埋深達到78米,承受的海水壓力更高。曾因高水壓創造當時大直徑盾構隧道紀錄的南京長江隧道,一個指甲蓋面積大小的隧道就要承受6.5公斤水壓力,而金塘隧道同等面積要承受7.8公斤壓力。
第三,防災救援難度大。英吉利海峽隧道、廣深港獅子洋隧道等隧道,采用一條線路、兩個隧洞設計,一旦出現災情事故,可利用兩個隧洞互相疏散。金塘隧道則采用單洞設計,且海中段長約9公里,無法設置直通地面的出入口,對隧道內的防災救援設計難度極大,要求極高。
第四,海中對接難度大。金塘隧道采用兩頭盾構掘進,中途對接貫通的模式建設,寧波側的盾構機掘進長度約4920米,金塘側盾構機掘進長度約5950米,總掘進長度比廣深港獅子洋隧道多出了近2000米,盾構長距離相向掘進、海中對接、洞內解體,對接精度要求更高,技術更復雜,拆機與運輸更困難。
展開 李海洋:創新隧道勘察設計“爭第一”
該項目地鐵車站、區間隧道均位于南寧市最繁華的商業圈,區間隧道空間關系異常復雜風險極高,被業界稱為咽喉工程,在國內類似工程實屬罕見。在李海洋帶領下,設計團隊克服項目設計難度大、設計任務繁重、人員數量嚴重不足等困難,出色圓滿完成了南寧地鐵1號線設計任務,并創造了當時南寧市歷史上多個第一:最深明挖深基坑、第一次下穿邕江的水下隧道、第一次穿越南寧火車站及“扭麻花”重疊斜交隧道等。這打響了企業品牌,為企業在華南市場做大做強奠定了堅實的基礎。從2011年伊始,公司連續中標南寧地鐵1、2、3、4、5號線、2號線東延線、市郊鐵路機場線及武鳴線,并于2019年成功中標集團公司第一個大型勘察設計施工總承包項目——防城港市東灣海底供熱管道工程。
為讓設計產品質量成為企業發展壯大的重要基石,優質的服務態度成為做好項目的根本保障,李海洋在參與主持諸多大型勘察設計項目中,力爭技術創新,且成果屢獲大獎。結合一線地鐵設計工作特點,他創造性提出國內首個相鄰兩座地鐵車站連續同臺換乘與小間距四線區間隧道“扭麻花”組合方案,解決了舊城區地鐵換乘線的建造難題,創造了良好的經濟和社會效益。參加工作以來,他先后獲得中國中鐵科學技術一等獎1項、中國中鐵優秀工程設計一等獎3項、天津市“海河杯”優秀勘察設計二等獎4項等獎項。其中,《深基坑附屬結構的快速施工方法》等技術創新為工程施工提速增效,獲得多項國家發明專利及實用新型專利。
每天穿梭在工程現場雖然忙碌,生產生活條件枯燥艱苦,但李海洋總是精神振奮:“我一定要用技術創新‘爭第一’!”原來在集團重組初期,企業涉及EPC總承包項目領域尚處于空白階段,為拓展企業發展過程中的經濟增長點,他研精勤思,密切關注潛在勘察設計總承包工程項目信息。
展開 
港珠澳大橋設計之美-1
獨特的建筑設計
港珠澳大橋東起香港國際機場附近的香港口岸人工島,向西橫跨伶仃洋海域后連接珠海和澳門人工島,止于珠海洪灣;全長55千米,分別由三座通航橋、一條海底隧道、四座人工島及連接橋隧、深淺水區非通航孔連續梁式橋和港珠澳三地陸路聯絡線組成。
大橋設計使用壽命120年,可抵御8級地震、16級臺風、30萬噸撞擊以及珠江口300年一遇的洪潮。
6km長隧道和兩個隧道人工島是水上橋梁與水下隧道的銜接部分,為全線路段的重點配套工程,同時也是是當今世界同類工程中綜合技術難度最大的工程。
人工島工程具有4個重要特點:
(1)工程所在水域為珠江口航運咽喉區段,是世界上水上交通最繁忙,通航環境最復雜的海域,且工程區穿越中華白海豚保護區,環保要求很高。
(2)外海軟土厚達40m,隧道人工島岸壁要提供4-5年施工期內高保障度止水環境,外海筑島止水深基坑建設難度極高。
(3)需要滿足120年的耐久性要求和高標準越浪要求(極端工況<0.015m3/m.s)。
(4)東、西人工島是隧道工期的關鍵環節,尤其西小島必須盡早為隧道沉管提供對接條件,工期緊。
受800萬噸海床淤泥的影響,施工團隊采用了“鋼筒圍島”方案:在陸地上預先制造120個直徑22.5米、高度55米、重量達550噸的巨型圓形鋼筒,通過船只將其直接固定在海床上,然后在鋼筒合圍的中間填土造島。
大圓筒結構通常是指直徑在6~7米以上的無底、無內隔墻的薄壁圓柱殼結構,多由鋼筋混凝土材料或鋼質材料制成。
鋼圓筒的有限元分析
鋼圓筒穩定分析采用日本的OCDI和插入式圓筒的施工工法。
同時使用了仿真巖土有限元軟件分析東、西人工島六種工況組合。
以下對鋼圓筒吊裝環境進行仿真分析。
工程師根據鋼圓筒設計方案建立實際等比例模型,然后進行有限元網格化分。
展開 近年來國內多座已建待建水底長大隧道若干技術關鍵的思考
近年來國內多座已建待建水底長大隧道若干技術關鍵的思考
中國科學院院士、同濟大學資深榮譽教授孫鈞先生作為開場演講嘉賓,發表“近年來國內多座已建待建水底長大隧道若干技術關鍵的思考”的報告,為大家介紹了報告港珠澳大橋項目、錢江隧道、大連灣隧道、以及深圳到中山通道等引人關注的水底長大隧道,并就規劃中的項目在橋梁隧道方案如何選擇上發表了獨到的見解。
對城市海底隧道建設若干技術關鍵的思考,孫院士認為:
1.使用功能發揮充分
(1) 與路網規劃、兩岸接線的順暢性;
(2) 洞內運營安全——交通信號管理(塞車、追尾、不容許的車道變換引起擦碰);
(3)長隧道、多車道的運營通風;綠色低碳,節能、減排、環保
LED照明的高層次智能化——自動調光控制;
(5) 長隧道的防災——“火警”與“火災”的風險管理與控制(中央控制室內預防為主,將災害消滅于萌芽之初)。
高阻燃防火涂料、邊墻裝飾板:搪瓷鋼板的耐火性。
2. 工程質量保證
(1)水底隧道的防排水有別于越嶺隧道,海底地下工程要“以堵為主、限量排放” ,是工程質量方面最重要、也是最薄弱環節之一。
(2)海洋環境條件下,海水和大氣中CL-腐蝕對鋼筋銹蝕的防護;洞內行車,汽車尾氣碳排放(CO2、CO)對砼保護層的碳化腐蝕;用普通水泥和常用粗細骨料拌制高性能、抗腐性強的海工砼。
隨后孫院士以若干已建、待建水下隧道示例,進行了技術方面的詳細闡述。包括正在建設中的港珠澳大橋島隧工程:孫院士從沉管隧道方案擬定、 筑島圍護、 軟基處理——擠密砂樁復合地基、水道大回淤條件下,管節預應力索筋不再切斷的處治等方面進行介紹。并對待建的臺海通道、已建成通車的廈門翔安、青島膠州灣海底隧道、崇明長江南港隧道、已建成尚未通水南水北調中線一期穿黃隧洞等大型項目發表了見解。
展開 高鐵院士王夢恕去世:他改變了中國隧道設計施工方法
王夢恕
9月20日下午,中國著名隧道及地下工程專家、中國工程院院士王夢恕因病去世,享年80歲。
據中國工程院公示的院士百科顯示,王夢恕為中國鐵路工程總公司高級工程師、副總工程師,中國中鐵隧道集團副總工程師,北京交通大學隧道及地下工程試驗研究中心主任、博導、教授。
被稱為“高鐵院士”的王夢恕對鐵路的貢獻極多,其開拓了鐵路隧道復合襯砌新型結構領域的理論研究,摸清了結構受力特點、機理,確定了施工要點及工藝;主持并參加大瑤山隧道深孔光面爆破、噴錨支護、監控量測、反饋信息指導施工、周邊鉆孔預注漿等關鍵技術成果的開發、研究和應用,研究實現了大斷面、大型機械化快速施工,改變了中國近百年的隧道設計施工方法,使長大隧道修建技術有了重大突破;主持雙線鐵路隧道不穩定地層信息化施工,首次系統地創新了超前支護體系和穩定工作面的理論分析和應用,創造了新型網構鋼拱架和鎖腳錨管支護型式并廣泛應用于軟弱地下工程;主持創造了“淺埋暗挖法”修建城市地鐵和車站的施工配套技術,為城市地鐵及地下工程建設開辟了一條新路。
此外,王夢恕還主持過國內多條海底、江河水下隧道的設計、施工研究,多次獲得國家、省部級科技進步特等獎、一、二等獎;詹天佑成就獎、大獎,國家人事部一等功。
王夢恕1995年當選為中國工程院院士,系第九、十、十一、十二屆全國人大代表,第九、十屆全國政協委員,培養博士、博士后近60余名。
2017年3月,在第十二屆全國人大五次會議上,時任中國中鐵隧道集團副總工程師的王夢恕提交了兩份建議,分別為《關于深入開展大西線調水工程論證并盡快實施第一期工程的建議》、《關于保留百年京張鐵路歷史風貌建設鐵路遺址公園的建議》。
展開 【觀點】推動轉型,交通運輸發展方向新看點
江蘇提出做大做強在役長大橋梁安全與健康、新型道路材料兩個國家級創新平臺,高水平建設水下隧道智能建造、自動化作業技術與裝備等交通運輸部行業研發中心。青海明確推動智慧高速聯合實驗室建設,加強國家級野外科學觀測站建設運行相關工作。遼寧繼續支持公路橋梁診治、智慧交通等省部級科研平臺建設,力爭在交通運輸相關前沿、新興、交叉學科方面有所突破。在標準研制方面,福建計劃立項20項科技計劃項目,批準發布5個地方標準。青海發布實施《城市公共汽車服務質量規范》《生態環境脆弱區公路改擴建工程景觀規劃與設計指南》等標準。
□專家觀點:
把握好節奏與力度 制定符合現實的政策體系
郭杰
交通運輸領域是我國溫室氣體排放的主要來源之一,碳排放增長趨勢顯著,達峰難度大。各地行業主管部門積極謀劃、加快部署。從長遠來看,交通運輸低碳轉型還要注意幾個方面的問題。
一是主體明確、條理清晰的分工至關重要。交通運輸行業在部署落實國家“雙碳”戰略過程中,如何明確自身定位、處理好行業間關系是重中之重,既要考慮上下游產業協調聯動、部門間配合協同,更要做好行業內部各領域之間的分工合作,尤其要密切跟蹤和部署鐵路、民航等領域的工作情況。
二是數據共享機制的完善勢在必行。將來行業碳減排工作可能面臨國家發展改革委和生態環境部雙重考核,因此我們要摸清家底,弄清楚我們自身排放了多少、還有多少排放需求、要付出多少成本,這些問題都需要數據支撐,目前靠我們自身掌握的數據仍然不夠。因此,如何加強行業間的數據共享,建立一種長效機制勢在必行。
三是科學測算和政策研究必不可少。交通運輸低碳轉型工作是一項系統工程,結構復雜,涉及學科領域多,關系各行各業的方方面面。要以科學的方法研究和判斷未來可能出現的政策情景、技術情景和發展路徑,同時要加強數據支撐和案例分析,供政府決策、企業發展參考。
展開 海洋論壇▏海洋測繪前沿技術及應用研究
此外,還要對碼頭等水下構建物進行定期(或不定期)檢測,常用方法主要有側掃聲吶系統掃測、多波束測深系統探測(調整探頭角度為斜向)、三維聲吶探測、水下激光掃描以及水下機器人觀察等,實際工作中可以根據具體情況綜合使用多種方法,獲取準確地數據,從而滿足工程管理的需要,確保碼頭運行安全。
⒊海底管線路由調查
海底管線路由調查一般是指對石油天然氣管道的鋪設、通信光(電)纜的鋪設、近海岸排污管道、水下隧道的建設等各類工程的設計、施工,以及針對竣工后安全防護所進行的調查與評價。目前,國內外通常采用的物探設備有回聲探測儀、水聲設備有旁側聲吶掃描儀、水下聲波探測系統、淺層地表剖面儀以及海洋磁力儀等。調查內容有施工前調查及施工后檢測。電纜、光纜、光電纜、輸油管線、輸水管線等管線路由調查,一般需要開展水下地形測量、海底面狀況側掃、淺地層剖面測量、水文監測、海水腐蝕分析、表層底質采樣和工程地質鉆探等工作。綜合使用各種儀器設備,相互配合作業,可以提供場區內海底表面和海底下一定深度內,埋藏于沉積物中的不同種類地質災害現象的形態、規模、強度等特征。如結合使用高精度定位導航系統,即可獲得場區內相對準確的地質災害發育位置和發展方向。近年來,在進行海底管線路由調查的同時,還綜合開展海洋環境調查,海洋相關利益者、海洋功能區劃符合性調查,以及地震災害強度以及危險性調查等。
三、海洋測繪在海洋科研
綜合管理等方面的應用
⒈海岸帶生態修復、環保與海洋預警減災系統
我國的海岸線較長。然而,部分海岸帶環境目前已經出現了一定的污染,海岸帶生態也遭到了不同程度的損壞。為此,國家明令必須加強海岸帶環保,加大海岸帶生態修復、治理力度,這就需要周期性地、持續開展岸灘演變監測,深入分析研究,而要完成這項任務,必須由海洋測繪技術提供支撐。
展開 關于推薦和申報2021年上海土木工程科學技術獎、2021年上海市土木工程學會工程獎的通知
地下工程包括地下建筑、水下、巖土、隧道、地下管道等工程技術。綜合工程包括給排水、燃氣、工程材料、工程管理、計算機應用等技術。
3. 申報單位條件:
申報單位必須是該工程項目在技術創新與先進科技成果應用方面的主要完成單位,同時必須是我會團體會員。
第一申報單位負責組織并協調各參與單位,申報書須經各參與單位簽字蓋章后方能生效,并由第一申報單位負責報送上海市土木工程學會。
4. 成果登記:凡推薦申報土木工程科技進步獎的項目,須已辦理相關科技成果登記手續。
(二)科技英才獎
候選人應在土木工程學研究、技術開發與產業化、企業創新創業中做出突出貢獻,并且未滿四十五周歲(1975 年 1 月 1 日以后出生)。各推薦單位對土木工程科技英才獎候選人推薦材料應認真審核,并出具書面的推薦意見,加蓋推薦單位公章。同一法人單位只能推選一名候選人。
二、上海土木工程工程獎
(一)參選工程范圍
1. 建筑工程;
2. 隧道及軌道交通工程;
3. 地下及巖土工程;
4. 交通工程(含城市道路、公路、鐵路、機場等);
5. 市政工程(含給水排水工程、燃氣工程、環境治理工程);
6. 水利、電力工程;
7. 其它工程(含港口工程、園林綠化工程、古建筑保護、特種工程等)。
(二)參選工程條件
1. 申報上海土木工程獎的單位和個人必須是上海市土木工程學會的團體會員和個人會員。
2. 工程項目必須審批手續完善,建設資料齊全,符合國家相關建設規范和政策法規。
3.
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