作為國內(nèi)獨頭掘進距離最長的穿海高鐵盾構(gòu)隧道，湛江灣海底隧道的建設(shè)與國內(nèi)其他跨海隧道相比，在施工工藝、施工難度上有哪些差異呢？它的建設(shè)，對于同類型工程建設(shè)有何指導(dǎo)意義呢？3月15日，中鐵十四局集團有限公司廣湛高鐵湛江灣海底隧道項目總工程師尹義豪接受了記者專訪，為我們講述湛江灣海底隧道穿海越城背后的故事。
【國內(nèi)獨頭掘進距離最長的穿海高鐵盾構(gòu)隧道】
3月15日上午，隨著“永興號”的刀盤緩緩駛出隧道，湛江灣海底隧道全線順利貫通，這也讓一直在施工現(xiàn)場坐鎮(zhèn)指揮的尹義豪舒了一口氣。
作為廣湛高鐵湛江灣海底隧道項目的總工程師，自2020年6月30日項目動工建設(shè)起，尹義豪就常駐工地，見證了湛江灣海底隧道的從無到有。
湛江灣海底隧道是廣湛高鐵的重要組成部分，該隧道全長9640米，為單洞雙線，其中盾構(gòu)段7551米，開挖直徑14.33米，管片外徑13.8米，是全線唯一采用盾構(gòu)法施工的隧道工程，也是國內(nèi)獨頭掘進距離最長的穿海高鐵盾構(gòu)隧道。
獨頭掘進，就是使用一臺盾構(gòu)機從這一頭一直向前掘進到底。傳統(tǒng)長大盾構(gòu)隧道，多采用海底盾構(gòu)對接、設(shè)置中間接收井，以及及暗挖洞內(nèi)接收等三種形式?！暗拷瓰澈５姿淼啦痪邆湟陨蠗l件?！?/p>
尹義豪介紹，一方面，湛江灣海域段地勘顯示，地層變化頗為頻繁，土層和砂層錯綜交叉，采用傳統(tǒng)海底盾構(gòu)對接方式經(jīng)濟性、安全性均不佳。第二總長7551米區(qū)間，無論2500米海域段，還是5051米陸域段，都不具備施作中間接收井和盾構(gòu)機大件吊裝拆解的條件。
“比如陸域段上面為市政主干道，道路寬度受限制，道路兩側(cè)建構(gòu)筑物和市政主要管線密集，對地表沉降要求較高，傳統(tǒng)方法施工對沉降的控制難度較大，風(fēng)險較高?！?/p>
第三湛江灣海底隧道是全線控制性工程，采用傳統(tǒng)暗挖洞內(nèi)接收形式，需要的工期較長，無法滿足整體建設(shè)進度需求。所以，采用一臺盾構(gòu)機長距離獨頭掘進，既避免了海域段掘進風(fēng)險，又降低對地層沉降的影響，掘進效率高，確保廣湛高鐵控制工程的建設(shè)進程。
“湛江灣海底隧道設(shè)計的是單洞雙線，在未來上下行的兩條高速列車在隧道里面行駛，所以它的開挖斷面比較大，采用了如此大直徑的盾構(gòu)機。”
而湛江灣海底隧道采用隧道方式穿海，也能較好保留湛江灣現(xiàn)有城市天際線，對城市景觀影響最小，既可避免工程對海洋生態(tài)環(huán)境造成影響，也不影響航道通行。
【“永興號”盾構(gòu)機 穿海入城創(chuàng)紀(jì)錄】
“湛江灣海底隧道的開挖斷面非常大，掘進的地質(zhì)里石英顆粒含量非常高，過程中產(chǎn)生非常多廢棄泥漿多，刀盤磨損率前所未有的高……”
雖然已是位“老隧道”人，經(jīng)手了國內(nèi)多個隧道項目的建設(shè)，但湛江灣海底隧道的建設(shè)還是給了尹義豪很大的挑戰(zhàn)：“雖然國內(nèi)有海底隧道建設(shè)的經(jīng)驗，但湛江灣的地層不一樣，粘土層帶來的影響是超乎我們預(yù)料的，這對我們的工藝與盾構(gòu)機的機體都有新的要求，國內(nèi)外幾乎沒有可供參考的經(jīng)驗?！?/p>
尹義豪告訴記者，在隧道長距離穿越過程中，項目遇到全新統(tǒng)粉質(zhì)粘土，地質(zhì)條件非常差。海底遭遇到鐵質(zhì)膠結(jié)石英砂巖，石英含量極高，對設(shè)備管路造成嚴(yán)重磨損，對盾構(gòu)機掘進參數(shù)控制、設(shè)備操作和設(shè)備性能等帶來極大考驗。
對此，項目方根據(jù)地質(zhì)情況對盾構(gòu)機進行了改造創(chuàng)新，一方面改造盾構(gòu)機排渣系統(tǒng)構(gòu)造，同時還對刀具材料和型式進行優(yōu)化，刀具使用壽命更長，使復(fù)雜地層施工效率明顯得到了提高，“刀具改造后，實現(xiàn)單月平均進尺260米，最高進尺510米，這在海底隧道掘進中是一個很高的水平?！?/p>
“我們應(yīng)用盾構(gòu)智能化管理系統(tǒng)，強化對安全、質(zhì)量和進度的全面信息化管控，克服了長距離復(fù)雜海底地層、刀具磨損嚴(yán)重、物料運輸、泥水環(huán)流系統(tǒng)堵塞等技術(shù)難題，達到了毫米級沉降控制。在科研創(chuàng)新上，申請發(fā)明專利5項、實用新型專利4項，形成省部級工法2項，發(fā)表論文29篇，為同類工程建設(shè)積累了寶貴經(jīng)驗。”
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