深圳在城市心脏做“大手术”,一条隧道破解南部四区主干道拥堵

在深圳市南部,春风路高架,这条连接深圳南部四个行政区的主干道每天都会上演周期性拥堵。现在,一条彻底解决滨河大道出行困难的全新地下通道正在诞生,它就是春风隧道工程。

作为深圳市“东进”重点交通枢纽,由中铁隧道局承建的春风隧道工程在2017年2月正式开工,隧道全长5.078公里,采用单洞结构,上下两层双向行驶。

深圳在城市心脏做“大手术”,一条隧道破解南部四区主干道拥堵

春风隧道是深圳市首条采用盾构法施工的市政公路隧道,也是中国目前在建直径最大的盾构项目,开挖直径达到15.80米。隧道建成后,可以将拥堵在滨河大道上的汽车从上步立交附近直接驶达新秀立交东侧的东部过境高速公路市政连接线。

目前,项目已经开始筹备盾构始发,两侧明挖段同步施工,盾构机刀盘正在进行焊接准备工作,工程即将进入盾构掘进阶段。

中国目前在建直径最大盾构项目

春风隧道工程规模,施工环境极其复杂,特别是15.80米的超大直径盾构隧道,在大陆地区还是第一次。在城市核心区建设超大直径隧道,就像是要在心脏部位给城市做一次大手术,需要规避分布在隧道沿线的地铁、铁路、河流、地表高层建筑等危险源随。

深圳在城市心脏做“大手术”,一条隧道破解南部四区主干道拥堵

为了做好这次大“手术”,项目创新引入了BIM建筑信息模型技术。在地质建模软件与工作集的基础上,通过BIM平台整合各类基础数据,达到模块化、数字化、可观化效果,结合地质钻孔数据与勘察报告,准确构建地质三维模型,为基坑开挖和隧道掘进提供可视化地质信息与风险预警。

通过BIM技术应用,项目生产管理、技术管理、成本管理、资料管理及进度管理一体化。使用完整的BIM建模,传统施工模式下的二维图纸变成了三维模型,技术优化、方案比选更加高效便捷。施工现场的技术员只需要通过电脑或者手机,就可以对现场每一根钢筋、每一个螺栓下达技术交底,可视化效果直接带来效率的翻番。

将计划进度和实际进度关联到3D模型后,形成4D模型的施工进度模拟,达到实际进度与计划进度对比的效果,为项目制定进度管理措施提供依据。

盾构机推力相当于“长征五号”火箭的24倍

应用在春风隧道工程施工中的中国最大直径盾构机“春风号”由中铁隧道局和中铁装备联合研发制造,是一台重达4600吨的超大型设备,长135m,开挖直径15. 80米,装机总功率超过1.15万千瓦,比“复兴号”高铁的总牵引动力还要高10%,高达2.46万吨的强大推力是我国最大运载火箭“长征五号”的24倍左右,庞大的身躯使他成为大国重器中的“新星”。

“春风号”盾构机的选型及制造融合了中国隧道与地下行业40年来的技术积累,选型和设计优化过程得到王梦恕、陈湘生、洪开荣等著名业内院士、专家的指导,结合中铁隧道局在佛莞城际铁路、汕头海湾隧道等超大直径盾构隧道施工中的经验总结,才得以最终定型。

深圳在城市心脏做“大手术”,一条隧道破解南部四区主干道拥堵

结合深圳地区复杂的地质情况,“春风号”盾构机在设计中采用了常压换刀技术,增加了超前钻机、超前地质预报系统、舱内监控,针对以花岗岩、石英岩为主的全断面硬岩对设备造成的严重磨损问题,采用在刀盘外周焊镶耐磨复合钢板的方式,加强刀盘、刀具、泥水环流系统的耐磨性,并配置磨损、温度、转速检测装置,渣土二次破碎系统、中心刀冲刷系统。

一系列的设计改良和技术革新,极大降低设备损耗和作业风险,使盾构机既有了啃的下的“钢牙”,又有了吞的下的“铁胃”,步子还能迈得得更快,有效提升了施工效率。目前,盾构机刀盘已经到达施工现场,正在进行焊接前的拼装准备,预计2019年7月可以具备始发条件。

数千个高精度监控点确保周边建筑安全

春风隧道穿越深圳罗湖老城区,盾构机沿线下穿滨河大道、地铁9号线、布吉河、罗湖火车站、春风高架、海关大厦等众多风险源,地质情况复杂,建筑物密集,施工风险极大。为做好施工中的安全预警,春风隧道项目建立了一套立体的、全天候的安全管理体系。

工程采用InSar技术进行隧道建设过程实施监测,对隧道沿线两侧500m范围内所有建筑物布置了数千个高精度测控点,通过卫星实时监测对建筑物的沉降信息进行监控预警。在数据异常时自动触发预警,管理人员能够根据预警提示和监测数据对风险做出准确预判,确保工程建设过程中、周边建筑物和结构安全稳定。

项目采用的盾构配备了具备超前地质预报功能的探测系统和超前钻机,盾构机在平均深度20米的地层中掘进,最深处达到46米,避免了对现有建筑物桩基的破坏。

深圳在城市心脏做“大手术”,一条隧道破解南部四区主干道拥堵

在明挖段高频次的交通疏解实施过程中,项目采用交通模拟仿真技术,融合环境实勘信息、交通信息、BIM建筑信息模型等,通过对各个阶段交通疏解情况的模拟,选择最优的交通疏解方案,既降低了施工场地变化对交通通行的影响,也对施工工艺的选择也提供了数据支撑。

走进春风隧道安全管控中心,显示屏上可以清晰的看到每个施工区域的实时监控画面、地质沉降监测信息,在掘进期间,还将加入盾构舱内监控和盾构机整体掘进参数信息。“所有的视频画面,监测数据都可以在手机移动端远程查看,无论是出差在外,还是下班后躺在床上,都可以实现一举一动尽在掌握。”工作人员介绍说。

【记者】戴晓晓

【作者】 戴晓晓

【来源】 南方报业传媒集团南方+客户端


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