2019年9月20日,被譽(yù)為“萬里黃河第一隧”的濟(jì)南黃河隧道工程正式盾構(gòu)掘進(jìn),隧道開挖直徑15.76 m,為目前國(guó)內(nèi)在建的最大直徑公軌合建盾構(gòu)隧道。
該工程位于濟(jì)南城市中軸線上,北連鵲山、濟(jì)北次中心,南接濟(jì)濼路,隧道全長(zhǎng)4 760 m,其中盾構(gòu)段長(zhǎng)2 519.2 m,管片外徑15.2 m,內(nèi)徑13.9 m。隧道設(shè)計(jì)為雙管雙層,上層為雙向6車道公路,下層為城市軌道交通預(yù)留。
該隧道為水下超大直徑盾構(gòu)隧道,首次穿越地上“懸河”,河床高出南岸天橋區(qū)地面5 m,最大洪水位高出11.62 m,隧道最低點(diǎn)位于河床下54 m,最大水土壓力0.75 MPa。
隧道面臨盾構(gòu)開挖斷面大、掘進(jìn)距離長(zhǎng)、淺覆土、深基坑、高水壓、地質(zhì)情況復(fù)雜多變等一系列技術(shù)難題。穿越地層主要為黏土和粉質(zhì)黏土層,土質(zhì)黏性高,易造成刀具磨損、刀齒崩斷、刀盤結(jié)泥餅,大量廢漿易堵塞吸口。工程穿越低矮房屋群、南北岸大堤,側(cè)穿繞城高速公路橋樁最小凈距5.3 m,沉降控制嚴(yán)格。施工場(chǎng)區(qū)地下水豐富,水位較高,基坑開挖深35 m、寬50 m,箱涵同步施工,精度高,施工風(fēng)險(xiǎn)高、難度大; 此外,沿線有重要水源保護(hù)區(qū),環(huán)保及綠色施工的標(biāo)準(zhǔn)要求高。
針對(duì)粉質(zhì)黏土地層,刀盤設(shè)計(jì)開口率46%,對(duì)刀盤開挖面加大沖刷力度。配置可伸縮主驅(qū)動(dòng)、常壓換刀刀盤,增加了沖刷設(shè)施。盾構(gòu)總長(zhǎng)166 m,總質(zhì)量為4 000 t,裝機(jī)總功率8 688 kW,最大推力199 504 kN。刀盤直徑相當(dāng)于5層樓高,刀盤主驅(qū)動(dòng)的核心是14個(gè)變頻電機(jī),總功率4 900 kW。
盾構(gòu)集隧道開挖、襯砌一次成型,自動(dòng)化程度高、施工效率高、對(duì)沉降控制標(biāo)準(zhǔn)高,安全、節(jié)能、環(huán)保。刀盤切削的土體經(jīng)沖刷落入開挖艙底部,再經(jīng)攪拌器以及泥水循環(huán),泵送至地面泥水分離場(chǎng)進(jìn)行沉淀或篩分處理。推進(jìn)油缸每前進(jìn)2 m,停止推進(jìn),進(jìn)入拼裝模式,依次循環(huán),環(huán)環(huán)相扣。
該工程計(jì)劃于2021年完工通車,屆時(shí)將大大加強(qiáng)濟(jì)南北部新城與主城區(qū)聯(lián)系,實(shí)現(xiàn)新城城市綜合功能提升,加快新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)換,加速濟(jì)南從“大明湖時(shí)代”邁向“黃河時(shí)代”,并開啟黃河天塹由水上跨越到水下穿越的新時(shí)代,為公軌合建和跨海、跨江、跨河立體化交通發(fā)展方面提供了新的解決方案,具有重要的借鑒意義。