最長湖底隧道太湖隧道南泉段主體工程施工完成 設計速度100km/h
2021-09-06 11:43:50 來源:科技日報
9月5日的蘇錫常南部高速公路太湖隧道南泉段一派繁忙景象。隨著最后一節頂板順利澆筑完成,4.88公里的隧道頂板全部完工,這標志著國內在建最長湖底隧道—太湖隧道的南泉段主體工程施工全部完成。
太湖隧道全長10.79公里,橫斷面采用兩孔一管廊結構形式,兩側行車孔單孔凈寬17.45米,隧道主體全寬43.6米,設計速度100km/h。
43.6米的超大斷面,如何破解鋼筋綁扎、澆筑混凝土難題?“深潛”太湖,又如何確保隧道滴水不漏?隧道穿越生態保護區,又如何確保施工項目與環境和諧相處?項目部創新施工方式、嚴密防水措施、推行綠色施工,讓這座湖底隧道健康而友好。
創新施工方式,工作效率提高3.5倍
數月前,波光粼粼的太湖湖面上,在建中的太湖隧道破湖而出。
“施工中,我們采用堰筑法從岸邊向湖中逐段分倉推進,先從岸邊向湖中打鋼板樁進行圍堰施工,再將圍堰中的湖水抽走、清淤,開挖基坑,然后建設隧道,再回填土方、回水,拆掉鋼板樁,最終,隧道將潛入湖底。”在施工現場,中鐵四局太湖隧道項目總工程師廉云亮手指著遠處的澆筑現場,娓娓道來。
隧道施工的關鍵在于鋼筋和混凝土,太湖隧道工程體量浩大,鋼筋用量達33萬噸,混凝土澆筑總方量200余萬方。常規的支架現澆投入大,施工周期長,17.45m的行車孔單孔的超大斷面,讓鋼筋提前綁扎異常困難,場地限制也導致無法使用龍門吊等大型起重吊裝設備進行鋼筋固定。
考慮到工期、質量、安全等因素,中鐵四局太湖隧道項目團隊,自主創新設計了“混凝土模筑臺車+鋼筋綁扎臺車雙聯動”的快速施工方法。
科技日報記者看到,這兩輛臺車,像兩個巨無霸,由主梁、懸掛系統、支撐系統、配重系統組成。
“鋼筋綁扎臺車就位后綁扎鋼筋,再利用臺車頂部吊梁,提吊頂板鋼筋。隨后鋼筋平臺下降20厘米,再向前移動20米,混凝土模筑臺車跟隨鋼筋綁扎臺車向前移動,當前移位置剛好到達鋼筋下方時,混凝土模筑臺車上升20厘米至設計標高,解除鋼筋籠懸吊體系,澆筑混凝土。同時,下一節段隧道鋼筋在鋼筋綁扎臺車繼續綁扎鋼筋,以此為循環,一步步向前移動施工。”廉云亮介紹,混凝土澆筑臺車和鋼筋綁扎臺車配備了全機械化的自助走行系統,單人操作臺車逐節移動支護到位僅需半天時間,相比傳統施工工藝時間,提升工作效率3.5倍,相較傳統人工搭設滿堂支架的方式可節省人力成本90%以上。
中鐵四局太湖隧道項目經理趙菲菲補充,從成本來看,混凝土模筑臺車和鋼筋綁扎臺車僅需一次性投入,即可重復使用至工程結束,根據太湖隧道工程量,雙臺車聯動法預計可節約成本1675 萬元。
三重金鐘罩讓湖底隧道“滴水不漏”
太湖隧道底板頂面到太湖水面高度為13米到16米不等。作為水下隧道,隧道防水施工是重中之重。
如何讓長約4.88千米的湖底隧道滴水不漏?項目團隊采用了“三重六層”的隧道防水舉措。
“第一重,是加強隧道混凝土結構自防水。我們通過優化混凝土的配合比和澆筑工藝,控制混凝土內外部溫差,提升混凝土本體質量。”廉云亮說,項目部加強原材料穩定性控制,對混凝土拌制、運輸、澆筑、養生等工序加強工藝標準化控制,確保了混凝土強度穩定性的穩步提高。特別是在夏季高溫期,在混凝土粗骨料中加冰屑,將混凝土的入模溫度穩定在28攝氏度以內,減小混凝土內外部溫差,保證主體混凝土無貫穿裂紋產生。
第二重“金鐘罩”是做優隧道縱向縫、變形縫的防水。“我們在縱向縫上,用了自粘丁基橡膠鋼板止水帶。另外,隧道每隔60米會有一道施工變形縫,防止地震或者湖水整體浮力變化對隧道的影響,我們經過多道防水工藝試驗,在變形縫上用了外貼式止水帶、中埋式鋼邊止水帶和內裝可卸式止水帶三層防水措施,確定了效果最優的接縫防水工藝。”廉云亮說。
趙菲菲補充,項目部做的第三重防水措施是隧道外包防水,即在湖底隧道外側再包裹一層高性能防水卷材,就像“雨衣”一樣把隧道裹在其中,最后,在“雨衣”外再蓋上一層混凝土保護層,以及2米厚的黃粘土,確保太湖隧道“滴水不漏”。
廢棄的混凝土循環利用,既環保又節約成本
太湖隧道穿越太湖梅梁灣生態保護區,施工區域周邊旅游資源豐富,如何施工、環保兩不誤?廉云亮介紹,項目部通過自動感應的雙控型洗車機、設置三級沉淀池洗車基礎、購置噴霧式灑水車等方式,控制揚塵排放。同時,廢棄的混凝土還能循環利用。
廉云亮表示,他們建設的太湖隧道廢棄混凝土零排放再利用系統由砂石分離系統、漿水回用系統、管道輸送系統三部分組成,經過石子分離、粗砂分離、細砂分離和水漿回收,分離的砂石干凈、含水率低,可直接用于混凝土的生產;漿液不需要設置沉淀池,且能循環使用,分離的水泥漿可替代部分攪拌用水,生產C30以下混凝土,能達到廢棄混凝土砂、石、漿液100%循環使用的目標,有效保護了太湖水域的生態環境。
使用廢棄混凝土零排放再利用系統一舉多得,不僅產生了良好的社會效益和環境效益,也為項目帶來了巨大的經濟效益。
廉云亮介紹,按照每年300個工作日計算,全年通過清洗罐車可回收混凝土2430m³,回收砂可節約38萬余元,回收石子可節約47萬余元,全年回收水泥可節約33萬余元,回收粉煤灰可節約9萬余元,除去設備采購費和電費,每年可節省約48萬元。(科技日報記者金鳳)
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