狮子洋隧道
中国广东省境内广惠城际铁路的跨海通道
狮子洋隧道是中国广东省境内一座高速铁路海底隧道,连接广州市与东莞市,为广惠城际铁路(佛莞段)组成部分。
建设历程
2002年,根据广东省政府批准的《珠江三角洲经济区城际快速轨道交通线网规划》,拟在广深、广珠两条主轴之间,建顺德—番禺—东莞联络线,途经珠江口。
2009年,珠江三角洲地区城际轨道交通网规划(2009年修订)通过批准,规划2009年至2015年期间佛山~东莞线项目。
2013年,根据佛莞城际广州南至望洪段进行环境影响评价第三次公示,拟建狮子洋过江通道。
2014年7月29日至30日,狮子洋隧道段初步设计审查会召开。同年,佛莞城际铁路开工建设。
2015年1月1日,狮子洋隧道开工建设。
2016年9月20日,“狮子洋号”盾构机在广州市番禺区始发。
2018年11月30日,狮子洋隧道完成1800米中段掘进。
2019年12月17日,狮子洋隧道贯通。
2020年4月29日,狮子洋隧道转入整体道床施工阶段。
2024年5月26日,狮子洋隧道通车。
交通区位
狮子洋隧道位于中国广东省珠江三角洲地区狮子洋入海口,下穿广州新沙港航运的深水航道—狮子洋主航道,西接广州市番禺区石楼镇境内的广州莲花山站、东接东莞市麻涌镇境内的麻涌站,南距下游广深港高速铁路狮子洋隧道约17千米;全隧道属于广惠城际铁路
隧道设计
建筑结构
狮子洋隧道是一座单洞双线电气化铁路隧道,工程包括路基、U型槽、明挖暗埋和盾构隧道。盾构横断面,轨行区两侧设置疏散通道,轨道板下方设置封闭的纵向救援疏散通道。明挖横断面,隧道进出口采用明挖法施工,分明挖U型槽段和明挖段暗埋段两种结构形式。暗埋段采用单跨矩形结构,局部段落采用侧墙外扩的方式设置射流风机。盾构段管片采用单层衬砌结构;采用通用楔形环,双面楔形;采用分块模式,错缝拼装;采用C50、P12高性能耐腐蚀混凝土;采用在管片内双掺钢纤维和聚丙烯纤维的方式进行耐火防爆。管片接缝处设置双道密封垫,由外向内分别设置海绵橡胶条、三元乙丙弹性密封垫、聚醚型聚氨脂弹性密封垫,对于轨面以上外露的嵌缝采用聚硫密封胶封堵。
建筑参数
狮子洋隧道总长6476.4米,其中盾构段隧道全长4900米,明挖段隧道全长1250米。隧道内管片外径13.1米、内径12米,环宽2米,管片结构厚度550毫米、宽度2000毫米;轨面以上有效净空面积80.09平方米。隧道最大埋深64米,最大水深达17米,下穿水域宽度1800米。
建筑设施
狮子洋隧道段铁路采用双块式无砟道床,铺设无缝钢轨。
狮子洋隧道在进、出口设有双变压器变电所各一座,在隧道中心里程的疏散通道内设有一台双变压器箱式变电站。隧道照明采用现场控制和远动控制相结合;设有全隧道紧急照明灯,紧急按钮布设于轨上区间两侧壁、疏散通道一侧壁以及轨道中间疏散口上,间隔500米交错布置;隧道主洞内设正常固定兼疏散照明的LED灯。
狮子洋隧道两岸盾构工作井在运营期作为疏散井使用。两侧疏散通道各宽1.5米,盾构段轨道层纵向间隔80米设置1处竖向疏散楼梯,利用隧道轨下空间设置纵向疏散通道。
运营情况
2024年5月26日,狮子洋隧道随广惠城际铁路佛莞段开通运营。
技术难题
1.长距离穿越狮子洋、水压高、局部地层透水性强。隧道所处环境最大水压达7.8帕,对盾构主轴承密封、尾刷、油脂注入系统、加泥系统要求高。若掘进控制不当,易造成隧道与江水贯通的风险。同时,深埋兼高水压环境下,盾构带压换刀风险大。
2.地质条件复杂,盾构穿越3处破碎带和2处水下断层,区间总长度424米,通过软弱淤泥、砂层、上软下硬、全断面硬岩、断裂破碎带等不良土岩复合地层有较大施工风险,在掘进过程中极易出现堵舱、滞排等问题。其中,硬岩占隧道总长度的80%,石英含量高、抗压强度大,软硬不均地段长。全断面硬岩地层段总长度达2380米,占隧道总长的48.5%,岩石最大饱和抗压强度高达75.7兆帕。
3.浅覆土大断面软弱地层盾构安全始发、掘进和到达问题。盾构隧道到达端最浅覆土埋深仅约4米,不足1倍洞径,存在盾构冒顶、上浮风险。
4.软弱地层大直径盾构端头加固、盾构掘进防“栽头”、地面冒浆、地表沉降超限问题。
5.盾构大件吊装控制问题:对大直径盾构分块组装施工组织、地表承载力、拼装精度和过程安全管控等方面要求高。隧道采用一台直径13.61米具备常压换刀功能的泥水平衡盾构施工。盾构机总长137米,整机重量约3500吨,单件重量大,盾构机解体、吊出、装运等转场风险控制要求极高,需克服解决盾构机在隧道内实现分块拆解吊出过程中的风险难题。
6.隧道下穿海底,需克服管片上浮、泥浆管路磨损过度、刀具消耗大、舱内滞排、刀盘中心结泥饼、刀筒积渣等难题。
1.大直径盾构管片环间抗剪技术。
2.循环荷载下基底软土地层抗振陷设计方法。
3.高水压情况下盾构开舱技术。
1.针对狮子洋隧道穿越水下断层,埋深大、水压高,独头掘进距离长,设计出盾构管片环向接缝结构。
2.常压换刀刀盘:经过千余次换刀实践,盾构采用常压换刀刀盘,可在常压条件下对35把滚刀、48把刮刀进行更换,避免带压进舱作业带来的风险。
3.始发延伸导轨:由于主机质量为2500吨,盾构在空推过程中,最大悬臂长度达2.5米,为防止“栽头”,在洞门圈内设置5条1米长导轨。导轨由10厘米厚钢板加工而成,通过8.8级螺栓与主体结构植筋连接。
4.反力架轴力计:将基坑支护用的轴力计运用到盾构始发中,既可以根据监测情况调整推力,保证反力系统稳定,又可以根据受力稳定情况,确定拆除负环管片的时间。
5.泥浆管环缝滚焊机:自行设计的泥浆管环缝滚焊机,既能确保钢管环缝焊接的速度,又能保证焊缝的焊接质量。
6.激光颗粒分析仪:引进颗粒分析仪,以颗粒分析为手段,对泥浆分离机和离心机的效果进行评估,有利于指导泥浆管理,提高泥浆的性能,确保盾构高效、顺利掘进。
7.同步注浆工艺改进:优化传统注浆工艺,从注浆浆液配比、原材料质量、机具配置、拌制方式、浆液指标的过程管理到最终注入整个工序等方面进行改进,有效保证成型隧道的管片质量。
价值意义
佛莞城际狮子洋隧道是佛莞城际铁路项目中的控制性工程,打破了莞穗的天堑阻隔,打通了珠江东西两岸重要快速直达过江通道,对实现珠三角都市圈“一小时”通达具有重要意义。(中国铁道建筑集团有限公司 评)
参考资料
世界最大直径水下铁路盾构隧道贯通.国务院国有资产监督管理委员会.2019-12-19
佛莞城际广州南至望洪段狮子洋隧道段初步设计审查会在京召开.广东省铁路建设投资集团有限公司.2014-08-01
佛莞城际广州南站至望洪站段.广东省铁路建设投资集团有限公司.2017-05-15
最新修订时间:2024-12-21 08:17
目录
概述
建设历程
参考资料