小编语:进入新千年后,荷兰绿心隧道工程在2001年再次打破了全球超大直径盾构设备的纪录:工程采用了当时世界上最大的Φ14.87m泥水气平衡盾构。该设备完成掘进后,经过装备再制造与施工关键技术的研发,成功应用于我国首条超大直径盾构隧道——上中路隧道的掘进中,可谓是国内超大直径盾构隧道界的“探路者”与“老前辈”。本期,小编就来为您介绍这条穿越了荷兰“绿色心脏”的隧道工程!
工程概况
进入新世纪,荷兰计划建设总长8km的Groene Hart高速铁路隧道,连接阿姆斯特丹与鹿特丹。隧道所在的乡村风景秀丽,是当地的著名景点,被称为荷兰的“绿色心脏”。因此,为了避免田园景观在隧道施工中遭到破坏,隧道在设计时将最初的双管隧道方案改为单管,采用单台超大直径盾构建设外径Φ14.5m的单洞双线铁路隧道,省去了双管隧道之间的联络通道,也减少了隧道施工中的出渣。
工程设备
隧道盾构段长7176m,采用法国NFM公司生产的Φ14.87m泥水气平衡盾构“极光号”,穿越包含泥炭土、粘土、饱和砂层土的高水压地层。这台盾构比易北河第4隧道Φ14.20m盾构直径大10%,配置了Benton’air控制系统,利用膨润土与气泡调节技术,结合泥水与气压实现开挖面的平衡。
工程地质剖面图
盾构机主要技术参数
盾构施工
“绿心隧道”工程于1999年11月发标,2001年11月2日,当时世界最大直径Φ14.87m盾构始发掘进。隧道计划以9~12m/d的速度推进,而实际掘进速率则在12~16m/d,最高月掘进距离616m。2004年1月17日,盾构进入接收井,隧道提前贯通。
隧道衬砌采用预制混凝土管片,采用9块普通块 1块封顶块的布置形式,管片厚度60cm,环宽2m,整个隧道内共拼装35,870块管片。
中隔墙与联络竖井
由于采用了单管隧道方案,隧道内设有中隔墙,将两条轨道分开,每144m设置安全门。
出于安全原因,每隔2km设一座用于火灾时紧急疏散的竖井,整个隧道沿线共开挖了三个这样的圆形联络竖井,其内径为30.2m,深度为40m,采用了地下连续墙与气压沉箱法施工。
风险控制
在“绿色心脏”隧道项目的研究过程中建立了超大直径盾构工程风险控制体系,研究内容包括:
TBM技术(开挖面稳定性,注浆工序和应力平衡);
地下施工技术(松散砂层掘进、隧道长期沉降、冻结技术、障碍探测和渣土利用);
隧道结构(施工阶段结构稳定性和运营阶段的隧道寿命);
隧道中隔墙与联络竖井的施工;
地层振动和隧道中微气压波的动态影响(施工和运营阶段的振动);
环境、后勤保障、施工安全、管养维护等问题。