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红谷隧道概况:
       由南昌威廉希尔中文网站 融资代建、中国中铁隧道集团施工的国内江河中游首座、异地干坞、规模最大、最长的城市双向六车道过江沉管隧道工程——南昌红谷隧道,自2014年1月开工建设以来,在历时两年多的时间里,工程建设得到安全顺利地推进。建设者们攻克了一道又一道难关,创造了国内乃至世界多项第一科研成果。目前整体工程进展较计划工期提前两个月,2017年6月通车的目标指日可待。
一、南昌红谷隧道工程概况
       南昌红谷隧道穿越赣江,连接红谷滩新区与赣江东岸老城区,位于南昌大桥与八一大桥之间,距离上游南昌大桥约1.4公里,距离下游八一大桥约2.3公里,距离下游已经运营的南昌地铁1号线约0.3公里。工程总投资42.2亿元,工期42个月(自2014年1月份至2017年6月30日)。建设模式为施工总承包,含土建、装修、通风空调、供电照明、给排水及消防、监控、道路与交通设施、景观与绿化、管理房等。
       工程分为东、西两岸岸上明挖工程、围堰与接线明挖工程,异地干坞开挖与沉管预制工程,8.65公里浮运航道开挖与沉管浮运工程,江中基槽水下开挖与炸礁工程,过江段沉管沉放与回填工程。
       红谷隧道主线全长2650米,匝道总长2510米,沉管长度共1329米,共12节管节。管节横断面为双孔中间一廓道矩形钢筋混凝土结构形式,外宽30米,外高8.3米。在隧址上游南昌市郊外的南昌县设异地干坞1座(双子坞)进行管节预制。管节从干坞(上游)至隧址(下游)浮运距离8.65公里,穿越已经运营的生米大桥、南昌大桥和朝阳大桥。两岸接线为明挖基坑工程,其中东岸7条匝道均为单向双车道,以水下互通立交形式与3条既有城市快车道进行衔接;西岸主线为双向四车道,下穿1个“T”型路口和2个“十”字路口,2条匝道为直行单向双车道。主要工程量包含干坞基坑土石方开挖方量约123万立方米,两岸围堰填筑方量约133万立方米,隧址水下基槽土方开挖量约93万立方米,水下炸礁石方量为35万立方米,临时航道及浮运航道疏浚方量为240万立方米;两岸明挖基坑开挖方量约100万立方米,结构混凝土方量约22万立方米,钢筋工程量约4万吨;管节预制混凝土方量约12万立方米,钢筋工程量约2.8万吨。
二、红谷隧道工程的特点和难点
       目前世界上修建的沉管隧道,都在江河下游、入海口或海上,从来没有在江河中游修建沉管隧道的先例,其最主要原因就在于江河中游的水流速大,汛期与枯水期水位落差大,且受上游天气和水库影响较大,相邻两日及同日水位涨落速度快,加之河道狭窄,通航航道狭窄,在江河中游修建沉管隧道的风险极其巨大。
       南昌红谷隧道工程为世界上首次在江河中游修建的沉管隧道,地处长江中游的赣江段,其江水丰水期与枯水期水位落差超过10米;河道极其狭窄,且全年通航,水流急且单流向;加之隧道两岸地处繁华市区,高楼林立,上下游近临八一大桥、南昌大桥和地铁线路,以及对腾王阁历史文物、赣江水中珍稀动物的保护,对工程建设的安全和环境保护要求极高。
       特点之一:新
       红谷隧道修建了国内首个水下立交疏散中心。针对赣江东岸老城区的现行多条快车道与过赣江隧道难以衔接通行的瓶颈问题,红谷隧道采用了“5Y+3X”新型水下立交桥模式,修建了国内首个水下疏散中心匝道基坑群,可以实现过江隧道内车辆的多点疏解和快速分流,在水下实现了过江隧道与赣江两岸道路网的全面快速对接,并且在隧道中每隔200米位置设置了疏散横通道,隧道内一旦发生事故,可以通过横通道迅速疏散至逃生通道,逃生通道直通岸上,可以实现运营期间的全方位防灾疏散。
       为了修建这座水下立交疏散中心,我们修建了世界上最大的充砂管袋围堰,用于隔挡赣江水。围堰施工过程中,正值赣江汛期,水位高、流速大,项目部采用了“运砂船+吹砂船+铺排船”3排并靠、对水下进行卫星精准定位等创新技术,仅用了6个月时间就成功完成了这座高20米、体积100万立方米、面积14万平方米的水下立交疏散中心围堰,确保了我国首个水下立交疏散中心的顺利建成。
       特点之二:大
       红谷隧道修建了世界上最大的异地双子干坞。红谷隧道的沉管管节采用修建异地双子干坞的方式进行预制,预制场位于在隧道沉管沉放位置上游8.65公里的赣江河漫滩,为两座超级巨大的明挖基坑,深16米,占地面积约20万平方米。红谷隧道共12节沉管管节,分两个批次进行预制,每批次预制6节。单个子坞每次预制3节管节,两个干坞同时预制。单节管节重约2.8万吨,长115米,宽30米,高8.3米,单节管节相当于一艘由钢筋混凝土制造成的小型航空母舰。
       为了修建这两座超级异地干坞,完成超大体积管节的预制,项目部采用了12套超大液压模板台车,共计重约4千吨,先后投入了钢筋工、模板工、混凝土工等1000人以上,12节管节共计“吞噬”了12万立方米混凝土,3.6万吨钢筋。
       特点之三:险
       红谷隧道沉管超长距离浮运并穿越小净跨桥梁极其危险。针对8.65公里长的浮运航道,要连续穿越3座跨江大桥,技术难度堪比风中穿针引线,穿越风险极大。穿桥时拖行的管节左右距桥墩仅有5m,所担负拖运任务的轮船为避免上下船体附属设施卡在桥墩间,对轮船进行全方面的安全技术改造,技术改造的风险较大。而水下暗流涌动,桥墩与水流撞击形成大横流,在大横流条件下拖航浮运2.8万吨的沉管,犹如牵动一艘失去动力的小型航空母舰穿越超小净距桥跨,稍有不慎将酿成桥毁管沉的严重后果。同时由于两岸接线的围堰侵占沉管浮运航道,加之江中还有江心洲减小流水江面宽度,导致沉管浮运进隧址的调头区空间十分有限,管节在狭小的区域内完成90度的规定动作,必须精准,否则极易发生漂移、搁浅等事故,造成阻塞赣江航道引发航运的灾难性事件。
       为了克服这项重大工程风险,工程技术人员通过大量数据采集、技术方案反复推敲,先后编制了150多个技术方案,邀请了国内行业专家50多名进行论证审查30多次,创新了绑拖+地锚+顶拖工法,填补了沉管浮运线路精确控制的技术空白。
       特点之四:难
       红谷隧道在江河中游高水位落差条件下的管节沉放安装极难。沉管施工的难点在于水文气象条件对施工影响是全方位、全天候的,因而挑战自然极限与施工过程控制天衣合缝的完美结合,是沉管修建成功的关键,既要倚江斗法、又要靠天吃饭,将人类的智慧和胆识发挥到极致。针对汛期与枯水期水位落差大,汛期沉管沉放水压大、水横流大,枯水期沉管水力压接水压不够的技术难题,红谷隧道采用了集中浮运、临时寄放、连续沉放的技术创新措施,即枯水期预制管节,丰水期集中浮运管节,在隧址沿基槽临时寄放管节,实现丰水期和枯水期均可连续沉放管节,保证安全和工期。针对江中基槽长度1329米共40万立方米,最厚10米的岩石水下爆破,施工需2个年度,极易对距离隧址下游300米已运营通车的南昌地铁一号线造成振动破坏的重大安全风险,采用电子雷管+气泡帷幕+减振沟的技术创新措施和施工方法,将爆破振速需控制在0.5厘米/秒以下,保证地铁运营安全。
       针对在江河中游大流速条件下12节1329米超长距离沉管沉放安装精度,采用调节盖和吸附式锚块的技术创新措施,保证了管节安装最大累积误差小于35个毫米。
三、红谷隧道工程亮点
       国内最大的水下立交已经建成。红谷隧道东岸水下立交系统面积约5万平方米,由3进4出共7条匝道组成,全长2997m,以“5Y+3X”形式在地下形成多处互通立交与沿江中大道、中山西路、朝阳洲中路等老城区既有道路衔接。
       国内首创的隧道水下疏散大厅于9月份建成。东岸疏散大厅为国内最大的水下疏散中心,整体面积403m2,配备全长194m逃生通道和两个总面积331.8m2消防水池和一个消防泵房,隧道内一旦发生紧急情况,人员可由疏散大厅经疏散通道至疏散楼梯逃生至地面。
       12节超大体积沉管浮运沉放于今年8月下旬全部完成。红谷隧道12节沉管分2个批次,每批次6节分别在2015年和2016年丰水期进行沉放。期间克服了沉管预制体量大、工期紧,赣江水位变化快、流速大,管段浮运穿越小净距桥梁等难点和风险点,目前已施工完成。
       隧道将于今年12月份贯通。12节沉管全部浮运沉放完成后,在E10和E11管段间形成2.5米长的水下最终接头。最终接头采取工程船与潜水员配合的方式水下作业,最终实现隧道贯通。
       隧道采用沉管法施工的优势。沉管法隧道具有断面布置形式灵活、断面利用率高、地层适应性强、结构预制质量可控、结构及接头防水性能好、结构安全性高、多场区平行施工速度快等特点,尤其在“一江两岸”城市过江隧道建设中,沉管具有埋深浅、两岸引线短、路网衔接好、适用领域广、轻易实现与地下共同管廊合建等优势。
四、南昌红谷隧道的建设意义
       极大的促进赣江两岸经济发展。红谷隧道的建成,将开辟一条新的过赣江通道,机动车可以实现3分钟快速穿越赣江,将大大缓解南昌大桥与八一大桥的过江交通压力,能够减少南昌大桥约30%的交通压力,对八一大桥能够减少约11%的交通压力,对朝阳大桥也有一定的缓解作用,对于构建赣江两岸的新旧城区经济圈、助推红谷滩CBD中心的快速发展具有重要意义,将给南昌经济发展带来质的飞跃,有力促进南昌市实现“沿江而下,双城夹江”的城市格局,大大提升南昌新城“国际花园”的城市形象。
       最大程度保护自然和人文环境。南昌红谷隧道采用沉管法修建,与修建跨江大桥相比,可以有效减少对周边环境的干扰,避免对赣江两岸旅游观光带的破坏,尤其是减少对赣江东岸滕王阁国家景观区的“压迫”,有效保护了国家文物的原始风貌。同时,与盾构法隧道及跨江大桥法相比,减少了对城市核心地段建筑物的拆迁及改移,有效节约了建设用地,对周边居民影响较小。
       具有极大的探索和推广价值。南昌红谷隧道的沉管施工方法,是世界上在江河中游修建沉管隧道的首次壮举,为沉管隧道在江河中游位置修建提供了第一手的科技成果和宝贵经验,此工程将进一步推进沉管隧道施工技术的发展和世界影响力,推动世界上在江河中游修建沉管隧道的蓬勃兴起,也将推动世界上在异地修建干坞、异地预制管节、跨区域浮运沉管的产业发展,对于突破沉管隧道施工的地域性限制做出了巨大贡献。
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