太湖隧道(Taihu Tunnel),位于中国
江苏省无锡市滨湖区,是
上海—常州高速公路(苏锡常南部高速公路)无锡段上的
太湖湖底隧道,也是连通无锡市
马山街道和
太湖新城的通道。
建设历程
2000年,太湖隧道被规划为无锡环城公路外环上的隧道。
2017年6月,太湖隧道进行工程前期准备工作。
2018年1月8日,太湖隧道开工建设;5月25日,太湖隧道主体工程打下首根方桩,隧道进入主体结构施工阶段;7月,太湖隧道首节地板浇筑。
2019年1月19日,太湖隧道南泉段首块20米长顶板启动混凝土浇筑;6月,太湖隧道马山段入口完工;12月29日,太湖隧道南泉段完成首次“陆岛转换”,形成人工岛。
2020年4月23日,太湖隧道通过消防评审;5月30日,太湖隧道南泉段第2仓完成回水;6月9日,太湖隧道通风系统施工图设计通过审查;6月10日,太湖隧道马山段完成首次回水;8月29日,太湖隧道南泉段第3仓完成回水;8月31日,太湖隧道马山段1至5仓贯通;10月3日,太湖隧道围堰工程完工,南泉段与马山段围堰在湖中合龙。
2021年1月9日,太湖隧道马山段全部土方开挖完成,隧道土方开挖作业结束;1月28日,太湖隧道南泉段底板浇筑全部完成;9月初,太湖隧道35千伏岸上供电主站全部建成投运;9月5日,太湖隧道南泉段主体工程施工全部完成;10月9日,太湖隧道主体结构施工全部完成,隧道实现全封闭;12月1日,太湖隧道左幅沥青路面铺装完成;12月7日,太湖隧道南泉段回水作业全部完成;12月28日,太湖隧道通过交工验收;12月30日,太湖隧道投用运营。
隧道位置
太湖隧道是位于中国江苏省
无锡市滨湖区,位于
上海—常州高速公路(简称“沪常高速”、又称“
苏锡常南部高速公路”)无锡段内马山收费站与南泉收费站之间。太湖隧道地处太湖北部
梅梁湖下,呈东西走向,东近
中央电视台无锡影视基地三国水浒景区、
江南大学、
无锡融创文旅城;西临
无锡市灵山景区。隧道北与环太湖公路平行,东连蠡湖大道高速路、
南通—无锡高速公路;西接陆马公路、
上海—宜兴高速公路。
隧道设计
隧道结构
太湖隧道主体结构为“两孔一管廊”,两边为行车孔,中间为通风管廊。隧道采用堰筑法施工,施工区域分为陆域段、临时大堤段、湖中段及合拢段;施工以临时大堤段及岸侧暗埋段为起点,由中铁四局、中交三航局两家单位的施工人员,分别从位于南泉、马山的隧道两端向陆域和湖中同时施工;施工期间采用四仓流水作业模式,逐段分仓推进,进行大体积混凝土浇筑,历经围堰施工、抽水清淤、钻孔桩施工、基坑开挖、垫层施工、防水层铺设、底板钢筋绑扎、底板浇筑、回土、回水作业等多项工序完成建设。
隧道参数
太湖隧道全长10.79千米、宽43.6米、净宽40.6米,两侧行车孔单孔净宽17.45米、净高7.25米,中间为管廊,宽4.5米;隧道全线按照双向6车道高速公路标准进行设计,设计车辆速度为100千米/时。
太湖隧道施工钢筋用量达33万吨,混凝土浇筑达200余万方,打设钢板(管)桩围堰总长4.2万米,基坑土方的开挖量达1000万方,用于填路基400万方,用于回填600万方;太湖隧道围堰长1.4千米,基坑位于湖底8米至15米深厚淤泥中。太湖隧道每节底板长20至30米,宽43.4米,单节底板浇筑约1900立方米混凝土。
太湖隧道设有2处35千伏地面变电站。其中,马山侧35千伏地面变电站从110千伏太湖变引接2路35千伏电源,南泉侧35千伏地面变电站从220千伏扬名变、红旗变各引接1路35千伏电源,每路电源容量28650千伏安,电缆路径长度达15.6千米。
太湖隧道全线共有1处中间风井、2处近岸风亭,全线共配置216台直径1120毫米射流风机、22台直径2500毫米轴流风机。
太湖隧道外风亭“碧玉螺”直径45米、高39米,共有17.4万颗LED点光源。
硬件设施
太湖隧道入口地面上划设了小型客车、客车、货车三股车道,最右方划设了应急车道,入口上方电子屏也标明了车道及减速提醒。隧道出入口铺上了超长红色减速带。
太湖隧道全程区间测速。太湖隧道内监控全覆盖,能够实时监测隧道内的突发情况。同时,隧道内安装了独立定向语音喊话设备,一旦隧道内发生交通事故、车辆故障等突发警情,驾驶员可及时报警,警方第一时间调取图像,并远程喊话引导司机采取必要的安全措施,避免发生二次事故。
太湖隧道设计时在两侧通行孔之间增加了一个管廊,紧急情况下,管廊下部为专用逃生通道,管廊上部为排烟风道,与风塔和风亭连接,当发生重大火灾事故时,人可以通过专用通道逃生,有害烟气可以通过专用风道和风塔风亭排出。
太湖隧道马山侧、南泉侧两端入口共设置了2处35千伏地面变电站,采用双电源、双路同供、互为备用的运行方式和单母线分段接电方式,为太湖隧道机电设施提供电源。
太湖隧道配备有视角疲劳唤醒系统,主要包括在隧道顶部交替设置的三处“星空顶”。它们不仅美观,还能有效缓解驾驶员长时间在密闭空间中行车的紧张和压抑情绪。
太湖隧道还配备有5G信号、北斗定位系统、光纤检测、多目标雷达跟踪、光谱检测、交通事件检测及预警系统、智能无极调光照明系统和隧道通风运营节能系统等装置。
运营情况
票制票价
太湖隧道通行费为45元/车次,对从华庄互通、南泉互通、军嶂互通至马山互通之间通行太湖隧道的无锡籍非营业性且核定载人数9座及以下的ETC套装客车实施优惠,按15元/车次收费,不与ETC车辆9.5折优惠同享,优惠年限为2年。
通行事项
太湖隧道限速80千米/小时,全程测速。隧道内实施客货分离交通管理措施,车道全程为实线,禁止变道。
2024年9月28日起,太湖隧道(K108+715-K119+505)双向六个车道最高限速值由80公里/小时调整为100公里/小时。
建设成果
技术难题
太湖隧道位于中国经济发展较快的长三角苏南地区,周边旅游资源丰富,需穿越多处环境敏感区,建设过程中必须充分考虑环保因素,最大限度降低对生态环境的影响。太湖隧道工程抗裂、防水要求高,施工监测和控制标准高,具有建设规模、安全风险、环保要求和施工组织方面的难度。
太湖隧道采用“斜面分层、薄层浇筑”的方法进行混凝土浇筑施工,保证浇筑质量一次成优;通过加强原材料稳定性控制,对混凝土拌制、运输、浇筑、养生等工序加强工艺标准化控制,确保了混凝土强度稳定性的稳步提高。在夏季高温、冬季寒潮时期,采取混凝土粗骨料加冰屑、混凝土盖棉被保暖等措施,降低混凝土的内外部温差,提升混凝土实体质量,满足混凝土结构自防水要求。
太湖隧道工程选用的碎石,在进仓之前全部要清洗干净,把含泥量控制在0.7%,泥块含量控制在0.3%,从而提高骨料界面的粘接强度。此外,在夏季高温期,太湖隧道施工人员在混凝土中加入片冰,并使用地下冷却水拌和,将混凝土入模温度控制在28摄氏度,再加上高效抗裂剂,可以高效减少混凝土温升、温降及收缩变形引起的裂缝。
太湖隧道施工过程中,通过有效缩短钢板桩围堰长度,减少了对太湖水域的阻水长度,既满足湖水流通径流宽度又预防蓝藻滋生;从生态监控入手,在围堰周边布设了4个水环境监测点,定期抽取水样到监测站房进行化验,实时对水体的氨氮、总磷、总氮等含量情况进行监测分析并做好预警。在进行回填土方时,使用湖中开挖土方进行回填,严禁外来土方进入湖域。
太湖隧道施工中引进了螺旋式固化机、新型淤泥固化剂,将外侧便道淤泥固化先行,减少侧向淤泥流动的压力,全面攻克了淤泥固化的技术难题。
太湖隧道项目部在太湖汛期期间,根据现场情况,制定深基坑高扬程抽水方案,规划管线布置,架设了4套钢制排水管、12套设备形成三级接力抽排水系统,加大边沟抽排水、边坡巡查、围堰巡查力度,保证施工有序进行。
科研成果
2021年1月,太湖隧道工程专项技术《一种管廊横隔板快速联动施工台车》获德国专利商标局(DPMA)认可,为项目获得的首个国际专利。
面对太湖隧道中间管廊施工工期紧、结构复杂、施工空间狭小、安全风险高等难题,太湖隧道项目部探索技术创新,在对传统单一模板台车深入调研和查阅大量工程实例资料的基础上,结合太湖隧道管廊横隔板现场实际情况,设计研发了一种双台车联合作业的无间歇快速施工法,采用钢筋绑扎台车与混凝土模筑台车联合施工,钢筋绑扎时间不占用主线工期,10米节段4至6天可完成,工效显著提升。
由于管廊操作空间狭小,管廊内支架和模板倒运无法采用机械配合,人工约需15人进行倒运,而采用双台车联合施工法仅需5人即可操作自助走行,减少了工作面作业人数,大幅降低了安全风险。同时,双台车联动施工可循环近百次,与传统满堂支架施工法相比降低了施工成本。该施工法实现了钢筋绑扎工序与混凝土浇筑工序的无缝衔接,形成了流水作业,加快了施工进度,节约了工程成本,具有安全、环保、高效的优势。双台车联动法在管廊横隔板施工中的成功应用,填补了国内同类工程施工的空白,为同类工程施工提供了有益借鉴。
截至2021年底,中交三航局太湖隧道项目部已申请专利20余项,其中已获1项发明专利,8项实用新型专利,已发表核心期刊论文5篇,同时已申报省级工法4项。
荣誉表彰
2022年初,中交三航局三公司无锡太湖隧道项目获江苏省2021年度“平安百年品质工程创建达标项目”荣誉。
2022年11月,太湖隧道被评为“2022中国新时代100大建筑”。
2023年5月4日,太湖隧道创新成果“超长堰筑法水下隧道智慧化建管养运关键技术研究与应用”通过专家评价,评价专家委员会一致认为项目成果总体上达到国际领先水平。
文化特色
太湖隧道在南泉、马山两入口附近湖面分别设有“画舫”和“碧玉螺”两处风亭。风亭设计结合太湖天水一色、延绵无边的山水轮廓,引用诗人
唐寅“太湖西岸景萧疏,竹外山旋碧玉螺”和苏轼“明年我欲东南去,画舫何妨宿太湖”的诗句,在满足使用功能的条件下,将太湖隧道马山、南泉两侧的出风口,设计为“碧玉螺”及“画舫”造型的风亭并加以亮化,让两个风亭陈列在万顷绿波之间,打造梅梁湖水域两个新地标。
价值意义
太湖隧道所在的苏锡常南部高速公路是国家发改委和交通运输部确立的支撑“三大战略”发展的地方高速公路,是江苏省“十五射六纵十横”高速公路网规划中“十五射”的组成部分。太湖隧道建成后,将有力提升沪宁通道作为国家综合运输大通道的功能作用,对苏锡常城市发展具有重要意义,将成为拉动长三角经济发展的新引擎。(新华网 评)
太湖隧道“围堰明挖法”的工序特别多,施工组织非常困难。(港珠澳大桥设计师
林鸣 评)
太湖隧道通车后将实现与苏锡常三市的高速公路环线直接连通,有效缓解沪宁高速无锡、苏州段的交通压力,对促进苏锡常城市建设以及长三角经济发展具有重要意义。(中国江苏网 评)
太湖隧道所在的苏锡常南部高速公路是江苏省“十五射六纵十横”高速公路网规划中“十五射”的重要组成部分。太湖隧道建成后,将打通沪宁第二通道,对苏锡常城市发展具有重要意义,将成为拉动长三角经济发展的新引擎。(《扬子晚报》 评)