2015年7月2日上午10:00,歷經(jīng)25 800多h的掘進,“天和一號”盾構從南京緯三路南線隧道“鉆”出地面。10 d前,其孿生兄弟“天和號”盾構從北線隧道“破土而出”。至此,緯三路過江隧道實現(xiàn)雙線貫通,今年底將建成通車。
南京緯三路過江隧道位于南京長江大橋上游約5 km和已建成通車的南京緯七路長江隧道下游約4 km處,采用雙管雙層、X型8車道盾構隧道方案,設計車速80 km/h,路線全長7.014 km,盾構段長3 557 m;南線下穿揚子江大道后與定淮門大街相接,路線全長7.363 km,盾構段長4 135 m。南京地鐵3號線的開通,并未緩解南京長江大橋的擁堵狀態(tài),作為通行能力是長江大橋2倍的緯三路隧道,將成為連接南京主城區(qū)、河西地區(qū)和江北新區(qū)最直接便捷的快速通道。
南京緯三路過江隧道施工技術難度大、工程地質(zhì)條件復雜、技術難點和挑戰(zhàn)多。隧道開挖直徑達到15 m,需要穿越軟土、硬巖和砂卵石等多種地層,盾構施工中的水壓最高達0.72 MPa,是目前國內(nèi)已建或在建盾構隧道中遇到的最大水壓。
緯三路“雙線”盾構隧道段工程和水文地質(zhì)條件比已建成的長江隧道更為復雜。地層中有軟土、一般性黏土、砂土、卵礫石及基巖等,易發(fā)生突發(fā)性涌水和流砂,嚴重時會導致地層塌陷。為保證“雙線”盾構隧道順利掘進,工程“量身定制”超大型泥水氣壓平衡復合式隧道掘進機“天和號”和“天和一號”。盾構刀盤配備各類刀具多達717把,其中備用可推出式滾刀為國際首創(chuàng)??傎|(zhì)量1 000余t的刀盤可伸縮100 mm,方便刀具更換和清除枯木等障礙物。
緯三路隧道埋深70 m,盾構要穿越強度較大的巖石層。盾構在江底掘進,刀具極易磨損,在高水壓的長江底,打開盾構的前艙更換刀具并不容易。緯三路過江隧道盾構開艙更換刀具,首次使用先進的飽和帶壓開艙技術。
飽和帶壓開艙是指自開艙之日起,作業(yè)人員經(jīng)歷1次加壓過程,長期(15~30 d)在設定壓力的飽和居住艙生活和休息,每天乘坐穿梭艙至盾構工作艙從事檢修工作4~6 h,結束后乘坐穿梭艙返回居住艙,待作業(yè)任務完成后一次性減壓至常壓。而按照常規(guī)方式,作業(yè)人員每次到艙內(nèi)作業(yè)都需要加壓、減壓,而且只能在艙內(nèi)作業(yè)20多min,時間短,效率低,費用高。飽和帶壓換刀工藝不但大幅度減少停機換刀作業(yè)時間,還可避免每班次作業(yè)必須減壓的缺陷,極大地降低了作業(yè)人員減壓病發(fā)生的概率。