獅子洋隧道是廣深港高速鐵路上的一個水下隧道,位于廣州市南沙區(qū)慶盛站和東莞市虎門站之間。為雙洞單線隧道,左、右線各長10.8公里,設(shè)計速度250km/h。隧道穿越小虎瀝、沙仔瀝和獅子洋三條水道,是國內(nèi)里程最長、建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)最高的第一座水下鐵路隧道。
獅子洋隧道全長10.8千米,起止里程為DK33 000~DK43 800,時速目標(biāo)值250公里,三次穿江越洋。其中獅子洋水面寬3300米,水深達26.6米,為珠江航運的主航道,設(shè)計水壓達0.67MPA,是國內(nèi)首次在軟硬不均和巖層中采用大直徑泥水盾構(gòu)長距離掘進。
獅子洋隧道工程為全線控制性工程,分SDⅡ標(biāo)和SDSDⅢ標(biāo)兩個標(biāo),全長10.8km,其中盾構(gòu)段長9277m,工作井長46m。盾構(gòu)段采用四臺泥水平衡式盾構(gòu)施工。隧道施工方案為“二個工作井、四臺盾構(gòu)地中對接”。隧道段內(nèi)徑9.80m,外徑10.80m,采用“7 1”分塊式的通用契形環(huán)鋼筋砼單層管片襯砌。
獅子洋隧道SDⅢ標(biāo)位于東莞側(cè),左線正線長5.25km,右線正線長5.55km。其中包括引道段180米,明挖暗埋段597m,盾構(gòu)井23m,盾構(gòu)段左線4450m,右線4750m。附屬工程包括軌下混凝土填充、溝槽、聯(lián)絡(luò)通道、敞開段雨棚及設(shè)備用房等。隧道采用兩臺直徑11.18m泥水盾構(gòu)進行掘進施工,其中泥水盾構(gòu)機被命名為“跨越號”和“卓越號”。襯砌為單層裝配式鋼筋混凝土管片。管片外徑10.8m、內(nèi)徑9.8m,環(huán)寬2m、厚0.5m,為“5 2 1”形式,管片接縫設(shè)定位榫和定位桿槽。工程總工期35個月。該工程為國內(nèi)最長、標(biāo)準(zhǔn)最高的水下隧道,同時也是世界上速度目標(biāo)值最高的水下隧道,是廣深港客運專線的控制性工程。
在安全設(shè)計上,隧道可滿足“抗震抗火抗暴抗洪”要求??拐鹪O(shè)計可抗7級強震,抗爆可抵御5公斤炸藥的沖擊??购樵O(shè)計,可以滿足300年一遇洪水水位下,河道的沖刷變形對隧道的影響。防水采用了雙道密封條,可以防滲防漏,滿足100年耐久性要求。此外,隧道內(nèi)設(shè)計的19條逃生橫通道,可以有效應(yīng)對火災(zāi)、火車意外撞擊等事故發(fā)生時人員的安全撤離。
據(jù)中國工程院院士專家組會診論證顯示,獅子洋隧道水下工程占總量的57%,開掘難度極高,而且是內(nèi)地鐵路首次以盾構(gòu)法進行水下隧道施工,列為全線最高風(fēng)險等級,其間將遭遇長距離掘進中盾構(gòu)設(shè)計與配置、地下防坍和控制變形、特殊環(huán)境下結(jié)構(gòu)耐久性、水下隧道防救災(zāi)等九項重大技術(shù)難關(guān),譬如盾構(gòu)機在水深僅7米的小虎瀝水道,隧道頂距水底僅7到9米,且全為淤泥或軟硬不均地層下作業(yè),風(fēng)險極大,加上高鐵運行時速250公里的速度目標(biāo)值,都是世界級的考驗。
該標(biāo)段工程具有規(guī)模大、工期緊、設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)高、涉及工法多、地質(zhì)復(fù)雜、水壓大、盾構(gòu)掘進距離長等特點。同時,還存在明挖基坑地層軟弱、刀具管理難度大、高水壓帶壓作業(yè)以及江底地中盾構(gòu)對接與拆解等工程難點。
自2007年11月9日獅子洋隧道第一臺盾構(gòu)機開始掘進以來,建設(shè)、設(shè)計和科研部門聯(lián)合展開攻關(guān),先后攻克了“高水壓、強滲透”地質(zhì)條件下,掘進機水中帶壓更換刀具等多項世界性的技術(shù)難題,成功穿越深水、淤泥和超淺埋地段,實現(xiàn)了盾構(gòu)機的水下精確對接。
2011年03月12日,我國采用盾構(gòu)法施工的首座水下鐵路隧道廣深港高鐵獅子洋隧道12日全線貫通。直徑超過11米的巨型盾構(gòu)機在水下60米深處的精確對接,標(biāo)志著我國長距離水下鐵路隧道的施工和科研取得了重大突破。這座隧道多項世界性技術(shù)難題全部破解,填補了我國泥水加壓平衡盾構(gòu)機施工多項技術(shù)空白。
擔(dān)負獅子洋隧道SDIII標(biāo)施工的中鐵隧道股份項目部全體員工歷經(jīng)磨難,克服了江底復(fù)雜地層施工風(fēng)險、設(shè)備故障頻發(fā)、頻繁帶壓進倉、洞內(nèi)施工作業(yè)面多、戰(zhàn)線長,工藝工法交叉轉(zhuǎn)換頻繁,施工干擾大等困難,獅子洋員工經(jīng)歷了超乎想象的艱辛、坎坷……
面對諸多施工難題,全體參戰(zhàn)員工始終堅持“至精、至誠,更優(yōu)、更新”的企業(yè)精神,充分發(fā)揮專業(yè)化隊伍的優(yōu)勢,周密部署,精心組織,依靠集團的技術(shù)和專家優(yōu)勢,在監(jiān)理、設(shè)計、咨詢的共同幫助下,不斷摸索總結(jié)經(jīng)驗,優(yōu)化工序安排,積極主動采取各種措施確保正常生產(chǎn),在江底破碎帶施工中,科學(xué)制定方案,精心組織施工,大力開展科技攻關(guān),先后攻克了江底破碎帶施工難題,實現(xiàn)了施工技術(shù)突破,為國內(nèi)同等地質(zhì)條件下海底盾構(gòu)掘進施工積累了寶貴經(jīng)驗。
項目部承擔(dān)施工任務(wù)的獅子洋隧道SDIII標(biāo)段左線正線長5999.94米(盾構(gòu)段5199.94米),右線正線長5966.626米(盾構(gòu)段5166.626米)。開工伊始,項目部以高標(biāo)準(zhǔn)、嚴要求、講科學(xué)、不懈怠的理念推進獅子洋隧道建設(shè)。
2006年5月項目進場施工,2007年11月首臺越洋盾構(gòu)“跨越號”始發(fā),2010年5月17日、7月19日左右線盾構(gòu)分別掘進至原定合同里程。在之后的施工中,為了早日實現(xiàn)隧道貫通,本著“不見不散”的原則向洋底持續(xù)推進,順利完成四次追加任務(wù)量(左右線共1166.566米),并率先達到對接里程。此間,項目部針對獅子洋隧道的特點和技術(shù)難題逐一開展科研立項和攻關(guān)??朔吮姸嗍澜缧噪y題,創(chuàng)造了國內(nèi)外隧道施工多項記錄,攻克了帶壓進倉等多項技術(shù)難題,逐步探索了一套軟硬不均地層特長隧道泥水盾構(gòu)施工技術(shù)方案。
2008年11月30日,由中鐵隧道局集團承建的世界最大水下鐵路盾構(gòu)隧道——獅子洋隧道完成1800米中段掘進,標(biāo)志著佛莞城際鐵路全線控制性工程取得重要階段性施工成果。
2011年3月11日