南京长江隧道的工程概况和地质特点
南京长江隧道工程是连接南京市河西新城区至浦口区的重要过江通道,工程中采用了“左汊盾构隧道+右汊桥梁”的建设方案。该隧道全长约3905米,采用双管单层结构,主要由两台大直径混合式泥水盾构掘进机施工。隧道开挖直径为14.96米,内径为13.36米,环宽为2米,壁厚为0.6米。混凝土强度等级及管片环外径均为14.5米。
该隧道工程地质复杂,具体特点包括:
1. 超浅覆土始发,盾构始发段覆土厚度仅为5.5米,而其上方地面无覆盖,为超浅埋,这种情况在国内盾构超浅覆土始发施工中为首例。
2. 需要盾构机两次穿越长江大堤,由于防洪等级高及隧道覆土厚度变化明显,盾构掘进施工参数控制难度大。
3. 长距离穿越粉细砂、砾砂和卵砾混合地层,对于超大型泥水盾构在江底长距离穿越复杂混合地层,也是世界首例,存在极高的施工技术难度和工程风险。
4. 江底冲槽浅覆土,隧道在江中冲槽段隧道覆土厚度小于1.4米,上部水深达29米,隧道顶部为易液化粉细砂层,极易发生掌子面失稳、地层隆陷冒顶、透水冒浆和局部液化,施工技术难度和工程风险极高。
超大直径泥水盾构隧道综合施工技术控制
盾构掘进参数设定与控制是南京长江隧道工程中的关键技术。由于水域长度占整个盾构段长度的82%以上,且地质条件复杂多变,盾构机进入江中后无法实时精确监测,因此掘进参数计算设定、控制、监测与修正是施工中的关键控制技术。地表监测数据和信息反馈是江中段盾构掘进参数设定的有力计算依据。
泥水压力设定与控制是泥水盾构施工经验中的重要环节,该隧道的泥水压力上下限设定值采用静止土压力和主动土压力进行控制。对于不透水地层,采用水土合算的方式进行水土压力计算;而对于透水地层,则采取水土分算的方式进行计算。泥水压力的设定与控制,涉及到土的内摩擦角、黏聚力、土的容重、侧压力系数等参数,要求精确计算并实时监控,以确保盾构掘进的安全性和隧道结构的稳定性。
在盾构掘进过程中,施工技术管理对掘进参数、掘进姿态、泥水管理、同步注浆、管片拼装等都有严格要求。盾构掘进时,必须不断调整和控制这些参数,以适应不同的地质条件和施工阶段。同步注浆则是保证掘进后隧道壁稳定的重要手段,通过及时填充空隙,防止隧道塌陷。管片拼装是将预制的混凝土管片组装成隧道衬砌的工艺过程,要求管片之间紧密拼接,确保防水和承载能力。
南京长江隧道工程作为一项重大基础设施工程,在施工技术控制方面面临诸多挑战,需要综合运用先进的盾构掘进技术、泥水压力控制、地表监测和信息反馈,才能确保施工过程的安全性和隧道结构的可靠性。