◆11月6日,经过3年多紧张施工的青岛地铁1号线海底隧道在距离海平面下约88米处顺利贯通。该海底隧道既是国内首条地铁海底隧道,也是国内最深的海底隧道。
□ 本报记者 白 晓 宋 弢
1000多个日夜实现贯通
11月6日上午,在青岛西海岸新区窟窿山北侧的地铁1号线过海段施工现场,记者跟随瓦贵区间过海一标项目经理胡红星,沿着615米长的斜井,直达地下80余米深的施工现场。进入隧道后,光线逐渐减弱,空气中混杂着粉尘的味道。
来到位于海平面88米下的施工现场,记者看到,眼前的隧道岩壁只有薄薄的一层阻隔。半圆的拱顶上,混凝土喷涂完毕,隧道下方两侧设置了排水沟用于排水。不一会儿,随着轰隆隆的声响,过海隧道最后一层“窗户纸”被捅破,整条隧道实现贯通。其贯通标志着地铁1号线这条贯穿青岛南北的“大动脉”向正式开通又迈出了至关重要的一步。
青岛地铁1号线预计2020年全线通车。届时,市民乘坐地铁通过胶州湾仅需6分钟,成为继胶州湾大桥、胶州湾海底隧道之后,又一条连接西海岸新区和主城区的过海大通道。
1号线海底隧道起自西海岸新区瓦屋庄站,沿既有胶州湾隧道东侧向北下穿胶州湾湾口海域后在团岛登陆,接入青岛主城区贵州路站,隧道全长约8.1公里,其中海域段长约3.49公里。
2015年9月,1号线海底隧道正式开工,中铁三局、中铁十八局、青岛第一市政等单位参与建设。由于工程量及未知风险较大,合理工期较正线工程长,因此1号线海底隧道提前半年开建。海底隧道由3个斜井施工完成,斜井通道长375米至600米不等,隧道正线单个作业面长达2公里。历经1000多个日夜的艰苦奋战,海底隧道终于实现了顺利贯通。
地铁1号线海底隧道是目前国内最深的海底隧道,隧道海底区间线路纵坡呈“V”字形,最深处距离海平面约88米。“这个隧道深度比胶州湾公路海底隧道还要深,施工难度更大。”胡红星说,隧道上方每平方厘米至少承受8.8公斤水压,隧道每平方米的承压相当于300辆小汽车的重量。
组合世界先进
地质探测预报手段
与其他地铁隧道相比,地铁1号线海底隧道工程地质复杂,存在海水突涌、围岩垮塌风险,海底隧道主要岩性为花岗岩、安山岩、凝灰岩。同时,隧址区共穿越18条断裂带,主要为高角度、中新代脆性断裂构造,以压扭性为主,其宽度在数米至数十米不等,其中海域段穿越4组14条断裂带。
“海底地质条件多变,且穿越断裂破碎带较多,断层带含水、破碎、夹泥和软弱夹层。破碎带和海水直接连通,施工中极易发生坍塌、渗漏、突水,安全风险等级为Ⅰ级。施工风险极大,堵水加固注浆难度大。”青岛地铁1号线有限公司副总经理赵光泉坦言,地铁海底隧道处于强氯离子腐蚀环境,在长期浸水作用下对钢筋混凝土中的钢筋有一定腐蚀性,对隧道结构耐久性要求较高。
为控制风险,施工单位组合了世界上最先进的地质探测和预报手段,通过系统性对比和分析,实现风险的精准预判和辨识。
在此基础上,对风险点针对性预处理措施,从而使风险得到超前防控。中铁十八局青岛地铁1号线项目部技术负责人介绍,主要探测和预报手段有TSP法、高分辨电法、地质雷达、红外探水、地质素描、超前地质探孔、超前地质取芯钻孔等方法。其中,超前地质探孔采用长短结合的组合方式,并纳入工序实施管理,长孔取芯采用日本多功能水平地质钻机,每次钻孔长度150米,推进速度6米/分钟；短孔钻进采用阿特拉斯地质钻机,每次钻孔30米,搭接8米,有效距离22米,循环推进；采用孔内高精度的成像技术和孔内地层CT法,结合岩芯综合判断地质,准确预报可能引发隧道地质灾难的不良地质体(带)的位置、规模和性态,确保零失误。
机械化利用率超90%
地铁1号线区间隧道是目前青岛市在建地铁线路中机械化程度最高的,采用机械化掘进的区间总长度约为33.44公里,占全线区间里程约66%。
其中,海底隧道采用世界最先进的成套隧道施工机械装备,机械化利用率达90%以上,实现全程移动信号跟进覆盖、全作业面视频监控和智能化网络化管理,形成了机械化、智能化、网络化的高效流水作业生产线,大大降低了劳动强度,最大限度减少了人工使用。
“海底隧道在施工中采用了多项国内领先的技术和工艺。”赵光泉介绍,海底隧道施工引入了瑞典阿特拉斯三臂液压凿岩台车、混凝土湿喷机械手、矿岩多功能地质钻机、全液压自行式仰拱栈桥、整体式衬砌模板台车等国内外先进机械设备,机械化施工水平达到国内领先。
值得一提的是,为减少对老城区居民生活的影响,海底隧道团岛陆域段采用DSUC型双护盾TBM施工,与传统钻爆法施工相比速度更快,也避免了爆破震动对地面建筑物的影响。在海底段施工爆破时,施工单位采用了低爆速、不耦合装药、微差起爆和光面爆破等减震爆破技术,减少隧道爆破开挖对围岩的损伤。
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