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三重“金钟罩”护体 隧道深潜太湖湖底滴水不漏

2021-09-17 07:29 千龙网

9月5日的苏锡常南部高速公路太湖隧道南泉段一派繁忙景象。随着最后一节顶板顺利浇筑完成,4.88千米的隧道顶板全部完工,这标志着国内在建最长湖底隧道——太湖隧道的南泉段主体工程施工全部完成。

太湖隧道全长10.79千米,横断面采用两孔一管廊结构形式,两侧行车孔单孔净宽17.45米,隧道主体全宽43.6米,设计速度100千米/小时。

43.6米的超大断面,如何破解钢筋绑扎、浇筑混凝土难题?“深潜”太湖,又如何确保隧道滴水不漏?隧道穿越生态保护区,如何确保施工项目与环境和谐相处?对此,中铁四局项目部创新施工方式、严密防水措施、推行绿色施工,让这座湖底隧道“健康而友好”。

创新施工方式,工作效率提高3.5倍

数月前,波光粼粼的太湖湖面上,在建中的太湖隧道破湖而出。

“施工中,我们采用堰筑法从岸边向湖中逐段分仓推进,先从岸边向湖中打钢板桩进行围堰施工,再将围堰中的湖水抽走、清淤,开挖基坑,然后建设隧道,再回填土方、回水,拆掉钢板桩,最终,隧道将潜入湖底。”在施工现场,中铁四局太湖隧道项目总工程师廉云亮手指着远处的浇筑现场,娓娓道来。

隧道施工的关键在于钢筋和混凝土,太湖隧道工程体量浩大,钢筋用量达33万吨,混凝土浇筑总方量200余万方。常规的支架现浇投入大,施工周期长,17.45米的行车孔单孔的超大断面,让钢筋提前绑扎异常困难,场地限制也导致无法使用龙门吊等大型起重吊装设备进行钢筋固定。

考虑到工期、质量、安全等因素,中铁四局太湖隧道项目团队,自主创新设计了“混凝土模筑台车+钢筋绑扎台车双联动”的快速施工方法。

科技日报记者看到,这两辆台车,像两个巨无霸,由主梁、悬挂系统、支撑系统、配重系统组成。

“钢筋绑扎台车就位后绑扎钢筋,再利用台车顶部吊梁,提吊顶板钢筋。随后钢筋平台下降20厘米,再向前移动20米,混凝土模筑台车跟随钢筋绑扎台车向前移动,当前移位置刚好到达钢筋下方时,混凝土模筑台车上升20厘米至设计标高,解除钢筋笼悬吊体系,浇筑混凝土。同时,下一节段隧道钢筋在钢筋绑扎台车继续绑扎钢筋,以此为循环,一步步向前移动施工。”廉云亮介绍,混凝土浇筑台车和钢筋绑扎台车配备了全机械化的自助走行系统,单人操作台车逐节移动支护到位仅需半天时间,相比传统施工工艺时间,提升工作效率3.5倍,相较传统人工搭设满堂支架的方式可节省人力成本90%以上。

中铁四局太湖隧道项目经理赵菲菲补充,从成本来看,混凝土模筑台车和钢筋绑扎台车仅需一次性投入,即可重复使用至工程结束,根据太湖隧道工程量,双台车联动法预计可节约成本1675万元。

三重防水措施让湖底隧道滴水不漏

太湖隧道底板顶面到太湖水面高度为13米到16米不等。作为水下隧道,隧道防水施工是重中之重。

如何让长约4.88千米的湖底隧道滴水不漏?项目团队采用了“三重六层”的隧道防水举措。

“第一重,是加强隧道混凝土结构自防水。我们通过优化混凝土的配合比和浇筑工艺,控制混凝土内外部温差,提升混凝土本体质量。”廉云亮说,项目部加强原材料稳定性控制,对混凝土拌制、运输、浇筑、养生等工序加强工艺标准化控制,确保了混凝土强度稳定性的稳步提高。特别是在夏季高温期,在混凝土粗骨料中加冰屑,将混凝土的入模温度稳定在28摄氏度以内,减小混凝土内外部温差,保证主体混凝土无贯穿裂纹产生。

第二重“金钟罩”是做优隧道纵向缝、变形缝的防水。“我们在纵向缝上,用了自粘丁基橡胶钢板止水带。另外,隧道每隔60米会有一道施工变形缝,防止地震或者湖水整体浮力变化对隧道的影响,我们经过多道防水工艺试验,在变形缝上用了外贴式止水带、中埋式钢边止水带和内装可卸式止水带三层防水措施,确定了效果最优的接缝防水工艺。”廉云亮说。

赵菲菲补充,项目部做的第三重防水措施是隧道外包防水,即在湖底隧道外侧再包裹一层高性能防水卷材,就像“雨衣”一样把隧道裹在其中,最后,在“雨衣”外再盖上一层混凝土保护层,以及2米厚的黄黏土,确保太湖隧道滴水不漏。

废弃的混凝土循环利用,既环保又节约成本

太湖隧道穿越太湖梅梁湾生态保护区,施工区域周边旅游资源丰富,如何施工、环保两不误?廉云亮介绍,项目部通过自动感应的双控型洗车机、设置三级沉淀池洗车基础、购置喷雾式洒水车等方式,控制扬尘排放。同时,废弃的混凝土还能循环利用。

廉云亮表示,他们建设的太湖隧道废弃混凝土零排放再利用系统由砂石分离系统、浆水回用系统、管道输送系统三部分组成,经过石子分离、粗砂分离、细砂分离和水浆回收,分离的砂石干净、含水率低,可直接用于混凝土的生产;浆液不需要设置沉淀池,且能循环使用,分离的水泥浆可替代部分搅拌用水,生产C30以下混凝土,能达到废弃混凝土砂、石、浆液100%循环使用的目标,有效保护了太湖水域的生态环境。

使用废弃混凝土零排放再利用系统一举多得,不仅产生了良好的社会效益和环境效益,也为项目带来了巨大的经济效益。

廉云亮介绍,按照每年300个工作日计算,全年通过清洗罐车可回收混凝土2430立方米,回收砂可节约38万余元,回收石子可节约47万余元,全年回收水泥可节约33万余元,回收粉煤灰可节约9万余元,除去设备采购费和电费,每年可节省约48万元。

 

责任编辑:郑涛(QV0003)作者:金 凤

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