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万里长江第一隧 上海长江隧道

2019-08-22鲍晓琼

上海工运 2019年7期
关键词:刀头盾构长江

◎鲍晓琼

以其“长、大、深”而瞩目的上海长江隧道,向全世界展现了中国的工程技术实力;它开创了新的全球标准,亦是上海不断“追求卓越”的城市精神的具体体现。

2009年10月31日,上海长江隧桥工程全线通车。从此,天堑变通途,从上海市中心到崇明岛的时间由原来的4小时,缩短为45分钟。这项具有重要意义的工程,不仅改善了上海交通布局,且为加速长三角经济一体化,提升上海在全国经济中的综合竞争实力发挥了重要的作用。

上海长江隧桥是一条由隧道和桥梁组合的交通命脉。在浩荡江水之上,人们能看到一条气势磅礴的跨江大桥;而在波涛滚滚的江水之下,还有一条“伏水蛟龙”,它就是上海长江隧道。隧道总长8.9公里,起于浦东五号沟,穿过长江底到达长兴岛,其中穿越水域部分达7.5公里,挖掘的最深处达到了55米,相当于18层楼的高度,建造直径为15.43米,这一组数据在当时皆为世界之最,刷新了人类隧道建造史的记录。上海长江隧道的成功通车,一举确立了中国在世界大型隧道施工领域的 “冠军”地位。

在长江底挖隧道,曾被认为是一个世界级难题。2001年,上海市轨道设计院邀请了欧美的顶级专家共同参与长江越江方案竞赛。长江底水文地质条件复杂,极易发生渗水和塌方,况且在当时还没有挖掘如此之长的水下隧道先例,这项工程经历的困难将会是史无前例的。

隧道挖掘一般采用盾构法施工,这是一种全机械化施工方法——圆柱体的盾构机在地层中仿若一条蚯蚓,它的前部安装有切削装置,后部有出土机械。它一边进行土体开挖,一边将土石等运出洞外,同时还能将预先制造好的混凝土管片拼装在开挖面上,从而形成隧道结构。

按照隧道施工惯例,每掘进2至3公里,就需要设置一个检修井,用于施工设备维修,城市地铁的一个个车站,就是检修的基点。挖掘长距离的水下隧道,则需要修建人工岛。然而,如果修建人工岛,那对长江水文的影响将是永久性的,这也就失去了挖掘隧道的意义。经过几番权衡,上海长江隧道最终方案确定为一次性掘进、一体成型,这无疑又是世界隧道施工史上的一次创举!

耐心和恒心总会得到报酬。面对诸多工程难题,参与设计施工的技术人员们知难不难,迎难而上。他们为上海长江隧道量身定制了“长江一号”和“长江二号”——当时世界最大的泥水平衡盾构机,其切削刀头经过特殊的处理,内部具有良好的韧性,表面又具有很高的硬度;表面破损后,暴露部分遇到空气又会自动加工硬化,这使得刀头在地层中所向披靡。刀头安装了自动报警系统,可自动显示刀头的磨损情况。技术专家还发明了在高压密封的环境下更换磨损刀头的方法。

2006年5月,“长江一号”下井,经过3个多月的拼装,于同年9月开始推进;又3个半月后,“长江二号”开始与其并肩作战。因为长江水下土层极不稳定,若停下来,危险系数就可能激增。科研人员事先在两台盾构机上安装了大量传感器,施工时,边走边看边校正。从施工开始的那一刻,盾构机便再也没有停歇直至完工。责任与坚守,最终铸就了经典。整条隧道建成后,误差仅仅只有2厘米和5厘米!

上海长江隧道获得了2012年度国际隧道大奖,评审组认为,长江隧道工程建设团队开创了未来城市地下工程施工项目的全球标准。这一工程,一共产生了7项国家实用新型专利和21项发明专利,堪称世界之最。眼下,这些智慧与创新的结晶陆续在一些大型越江工程中生根开花。

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