芜湖龙湾长江隧道:攻克“地质博物馆”的科技突破
芜湖龙湾长江隧道:攻克“地质博物馆”的科技突破
2025年1月26日,随着“皖江复兴号”盾构机缓缓抵达接收井,安徽首条长江隧道——芜湖龙湾长江隧道实现双线贯通。这条全长5.965公里的隧道,位于芜湖市长江大拐弯处,设计为双线双向六车道城市快速路,时速80公里。它的贯通,标志着我国在复杂地质条件下超大直径盾构隧道施工技术取得重大突破。
“地质博物馆”里的超级工程
芜湖龙湾长江隧道的建设面临着前所未有的挑战。中国工程院院士钱七虎曾评价其为“目前长江上地质条件最复杂、施工难度最大、风险最高的盾构隧道”。隧道穿越的地层多达10余种,包括黏性极强的泥质粉砂岩地层和硬度高达113.4兆帕的石英砂岩地层,还有一条宽达35米的破碎带。这种复杂的地质条件,堪称盾构掘进的“地质博物馆”。
面对如此复杂的地质条件,中铁十四局建设团队采用了两台直径达15.07米的超大直径泥水平衡盾构机,分别命名为“皖江复兴号”和“皖江奋斗号”。这种盾构机的工作原理是通过刀盘旋转切削土体,同时利用泥浆的压力平衡开挖面的土压和水压,防止地面沉降。然而,在如此复杂的地质条件下施工,仍面临着巨大的挑战。
攻坚克难:技术创新突破
在施工过程中,盾构机频繁遇到刀具偏磨、刀盘结泥饼、渣土滞排等难题。特别是在穿越断层破碎带时,由于岩体过于破碎、覆土薄,存在大量裂隙,透水性强,稍有不慎就会造成江底冒浆、掌子面失稳坍塌等重大风险。
为攻克这些难题,施工团队成立了项目专家组,持续开展科技攻关。他们采取了一系列创新措施:
- 优化掘进参数:通过精确控制盾构机的推进速度、刀盘转速等参数,确保在不同地质条件下的稳定掘进。
- 刀盘改造:针对不同地层特点,对刀盘进行适应性改造,增加刀盘开口率,提高掘进效率。
- 刀具优化布置:合理布置刀具,减少磨损,延长使用寿命。
- 带压进仓:在高风险地层中,采用带压进仓技术,确保施工安全。
- 常压下滚刀闸门更换:首次在江底实现这一创新技术,提高了施工效率和安全性。
通过这些技术创新,施工团队成功解决了多个世界级难题,形成了20余项关键核心技术。据统计,双线盾构机始发以来,施工团队对设备进行了上百项适应性改造,江底带压进仓3800余仓,累计更换刀具4600余把,确保了盾构机安全平稳穿越高风险地层。
从30分钟到5分钟的跨越
芜湖龙湾长江隧道的建成,将极大改善芜湖市的跨江交通状况。此前,从江北新区到芜湖市区需要绕行30-40分钟,而隧道通车后,驾车过江仅需5分钟。这种巨大的时间节省,不仅方便了市民出行,更将为区域发展带来深远影响。
隧道的建设,将进一步优化芜湖市的空间布局,加强资源流动,为长三角高质量发展注入新动力。作为安徽省重点工程项目,芜湖龙湾长江隧道不仅是一项重大的基础设施建设,更承载着推动区域经济腾飞和城市融合发展的重任。
芜湖龙湾长江隧道的成功贯通,不仅为我国复杂地质条件下的水下盾构隧道建设积累了宝贵经验,也展示了中国在超大直径盾构隧道施工领域的技术实力。这一工程的突破,将为未来更多类似工程提供技术借鉴,推动我国基础设施建设向更高水平发展。