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隧道盾构!长江第一隧——武汉长江隧道的建设过程

导读:为您写隧道盾构毕业论文范文和职称论文提供相关参考文献。

上海过江隧道盾构开挖施工 视频 : 隧道盾构机 1、★城市铁路隧道盾构选型2、★南京长江越江盾构隧道工程项目施工风险管理3、★近距离多盾构隧道施工对临近建筑物的影响4、★盾构隧道总体设计

武汉长江隧道于2004年11月28日开工,2008年12月28日通车试运行.该隧道总建筑长度3630米,分左、右两条隧道,其中东线隧道长3295米,西线隧道长3303.6米,每线各设两车道,宽7米,车道净高4.5米,设计车速50公里/小时.这条被称为“万里长江第一隧”的隧道,是我国最早开建、最先竣工的长江公路隧道,完全由我国自主设计、施工完成.

武汉长江隧道建设中产生了多项“第一”:国内第一个采用10米以上特大直接的复合式泥水平衡盾构贯通长江;国内第一次在全断面砂层中完成掘进的盾构隧道;第一个采用管道双道防水的水下公路隧道;国内第一个在隧道顶部设置专用排烟通道的隧道;国内第一个采用9等分通用楔形管片的盾构隧道;国内第一条经国家批准立项、工程可行性研究报告第一个经国家核准、工程第一个开工,并第一个实现建成通车的长江水下公路隧道.

武汉长江隧道工程建设成套技术由铁道部第四勘察设计院(简称“铁四院”)、中铁隧道局、武汉市城投公司等13家单位联合完成.工程不仅入选由中国建筑业协会会同13家行业建设协会共同组织开展的“改革开放35年百项经典工程”,还获得了土木工程领域科技创新最高奖项——“中国土木工程詹天佑大奖”.

武汉长江隧道可抗击6级地震和300年一遇的洪水侵袭.它的建成通车,有效改善了武汉中心城区的道路交通状况,补充和优化了武汉市道路交通网路,形成了武汉市过江通道水上、水面、水下三维立体格局,显著提升了武汉市的城市功能,带动了隧道两岸及周边地区的经济与社会发展.武汉长江隧道的建设实践,大大提升了我国水下盾构隧道建造技术水平,使之达到国际领先,为我国在建或筹建的其他水下隧道提供了示范与借鉴经验.

本文组织过程中,我们走访了铁四院、武汉长江隧道股份有限公司.高士粹(原武汉市人防办主任)、胡润州(原武汉地铁建设前期工作领导小组办公室顾问)、肖明清(武汉长江隧道总设计师)几位同志谈了些隧道建设背后的故事.

孙中山最早构想建隧

1919年2月,孙中山在《实业计划》一书中首次提出在武汉修建长江隧道:“在京汉铁路线,于长江边第一转弯处,应穿一隧道过江底,以联结两岸.更于汉水口以桥或隧道,联络武昌、汉口、汉阳三城为一市.至将来此市扩大,则更有数点可以建桥,或穿隧道.”

20世纪30年代,国民党当局曾请美国专家到武汉考察长江隧道选址,后因抗日战争爆发,无人再提此事.当一个民族连存亡问题都没有解决时,修建长江隧道这样的大型基础设施只能是一种空想.

直到1979年,武汉市人防办在制定《武汉市人防工程规划》时,重新提出修建过江地铁及隧道,规划图上标明的位置为汉口青岛路附近至武昌大东门,与今天的武汉长江隧道位置大体相同.不过,人防部门并未对过江地铁及隧道建设展开深入研究,改革开放之初的武汉也没有经济实力建地铁,长江隧道依然只是一纸规划.

进入20世纪80年代,因轻轨造价低于地铁、施工难度相对较小,武汉市决定优先推进轻轨建设,过江地铁及隧道没有进入决策层视野,官方研究机构对地铁的关注也很少.

80年代末至90年代初,武汉市一些官方研究机构注意到,轻轨有很大局限性,如运力不如地铁、对城市景观破坏较大等.呼吁建设过江地铁和隧道的声音逐渐多了起来.

当时,北京、天津已建成地铁,上海首条地铁正在施工中,广州、沈阳、南京等地都在筹建地铁,国家计委提出,总人口数在100万以上、GDP在100亿元以上的大城市可建设地铁.武汉完全符合国家计委提出的条件,全市上下建设地铁的热情迅速高涨.

1992年2月,时任武汉市委书记的钱运录收到一封信,标题为《关于吸引世界银行贷款建设武汉越江地铁的建议》.信是由夏康裕(时任武汉市财政局局长)、高士粹(时任武汉市人防办主任)、程涛平(时任武汉市委研究室处长)三人联名写的.钱运录批示:“这个建议有道理,需要认真论证”,并表示市委常委会要研究一下.武汉过江地铁及隧道的建设终于摆上市委、市政府的议事日程.

1994年6月,武汉市科协等单位举办“武汉地铁研讨会”;同年7月,武汉市科委组织对“武汉地铁重大课题研究”进行招标;1995年12月课题完成,使武汉越江地铁及隧道有了比较成熟的方案;1995年9月,武汉市成立地铁建设前期工作领导小组,推进地铁项目前期工作开展,但因思想不统一,进展不大.

隧道项目险些下马

1999年1月,新一届武汉市政府调整了地铁建设前期工作领导小组成员,充实了力量,地铁过江隧道前期工作进入快车道.

铁四院在过去众多机构研究成果基础上,经进一步研究论证,完成了长江隧道的预可行性研究报告,提出公路隧道与地铁隧道合建.

2001年4月,国家发改委委托国际咨询公司,组织专家组对该报告进行审查.有专家质疑:报告中武汉市有关研究机构预测武汉2020年过江交通流量只有十多万辆,其中武汉长江隧道日通车量只有两万多辆.这么少的流量,一桥、二桥完全可以分担,还有必要耗巨资修建长江隧道吗?

这一质疑非同小可,武汉长江隧道可能因此下马.著名交通专家胡润州临危受命,进行补充论证.胡润州发现,报告中对武汉市2020年GDP预测过于保守,不到4000亿元;过江交通流量预测也偏小.在修改了相关参数后,胡润州预测,2010年武汉过江交通流量将达33.6万辆,2020年达到55.2万辆;长江隧道2010年的日交通流量为55643辆,2020年为68643辆(饱和).这一补充论证结果得到了国家发改委的认可,2002年春,武汉长江隧道获准立项.

武汉长江隧道总设计师肖明清说,早在武汉建设长江隧道之前,铁四院的工程师们就开始在长江上勘测,研究在长江上修隧道的可能性,但那时候并不是在武汉,而是在南京.

高级工程师吴维参加了当时的勘测研究.他介绍,1993年,国家准备建设京沪高速铁路,由于跨江地区距南京长江大桥仅1.7公里,若再修桥会对长江航运带来影响.因此,铁四院当时提出“以隧道方式过江”的设想,并且实地钻孔勘测.有趣的是,后来京沪高铁改变了设计方案,另选地址建桥过江,武汉过江隧道成了“长江第一隧”.

于是,南京的经验被铁四院用于武汉.吴维说:“南京与武汉长江水下地质环境有许多相似处,于是我们将原南京的方案经过改进,大大加快了武汉过江隧道的‘上马’速度.”

四次重大险情

四年的酷暑严冬,四年的漫漫长路.武汉长江隧道的每一个施工阶段,几乎都伴随着世界级技术难题的攻关.除了要防止长江高水压造成透水,机械掘进要一次性成功穿越长江江底2500多米等世界级难题之外,最为关键的是,隧道在两岸掘进时,部分地段离地面高楼仅有5至6米,其难度可想而知.工程总指挥长万姜林(2008年1月至2008年11月)说:“我们把安全意识贯穿到每一个环节、每一颗螺丝钉上,确保了工程顺利完工.”

1.江南竖井管涌

2005年8月23日,江南竖井快要封底的时候,出现了竖井里最为恶劣的险情——管涌.当时,联合体项目部正在进行明挖暗埋隧道及江南盾构始发井的深基坑施工.基坑周边分布着许多建筑:东侧有距离防淹门基坑仅2米的三层楼学生宿舍,北侧有理工大学三层楼校区的电教大楼,西侧有该校区的幼儿园、教工家属楼、体育馆.

23日凌晨4点左右,指挥长肖龙鸽(2004年11月至2008年1月)、总监理工程师张健智接到现场值班负责人朱继红报告,基坑内钢管固定角钢或钢筋发出爆裂响声,三层楼北侧附近的Φ800毫米排水钢管接合箱突然拉裂,大量的雨水、排水管的漏水从地面和裂缝涌入基坑,房屋开裂加剧,局部地基出现塌陷40至50厘米、基坑支撑轴力加大、相邻明挖段出现整体向西侧的江南始发井方向移动的现象.

针对出现的紧急情况,肖龙鸽立即召集联合体相关成员单位:中铁隧道集团武汉长江项目部、武汉市政集团武汉长江项目部、中铁四院武汉长江项目部,并邀请了上海市政监理公司,紧急召开专题会议,启动抢险预案,并果断采取向基坑抛填沙袋、坑内回灌、拆迁三层楼宿舍等紧急措施.至8月25日10点多,基坑回灌水位标高达到承压水头以下50厘米,满足了反压要求,险情得以控制.

2.大雨威胁盾构机

2006年6月26日,一场大雨把武汉三镇淋了个透,到第二天天亮前还没有停的意思.武汉的地下排水状况一直不太理想,碰上连续的暴雨,市中心会有很深的积水.那时盾构机正在竖井里掘进,路面上来不及排的水往竖井里倒灌.联合体项目部的人急得团团转.积水越来越多,继续下去后果极为严重.水离电机只有20多厘米,如果水淹电机,整个盾构机就将报废,损失上亿,耽误至少一年的工期.肖龙鸽接到消息后,心急如焚.他的第一反应是打电话找市政水务部门.接电话的人说,全市都被淹了,我们实在忙不过来,就把电话挂了.情况紧急,肖龙鸽想到了甲方——武汉城投.他分别给武汉城投的总经理陈跃庆、总工程师徐建平打了电话.

武汉长江隧道建立了一整套应急响应机制,城投有规定,手机不关机,以便施工单位随时找到人,遇到突发情况第一时间赶到现场.凌晨5点钟,陈跃庆和徐建平一接到电话,分别从家里赶到施工现场,并及时联系水务集团请求协助.水务集团领导二话没说,紧急抽调10多名工人,外加一台扬程30多米的抽水泵从宗关水厂赶赴现场.车至大桥又碰上单双号限行,他们层层联络,让设备和救援人员火速到达.

经过两个多小时的抢险工作,终于平安闯过了差点毁掉盾构机的险关.

3.河床塌陷

2007年4月,盾构机正从武昌往汉口掘进,离武昌江堤还有100多米时,盾构机突然无法正常前进.肖明清介绍,当时他们担心盾构机在江底出现故障.后来,派潜水员三次进入,反复检查,始终没有发现障碍物.最后专家确认是机器磨合问题,试着再往前掘进,不久便恢复了正常运行.肖明清与他的同事们虚惊一场.

2007年9月,当第二台盾构机掘进时,发生了更大的险情——河床塌陷!肖明清回忆,当时,盾构机掘进江中200米,由于泥水泵故障,导致气压舱的高压空气蹿到泥水舱后通过地层从江底冒出,导致河床塌陷了4米多深.同时刀盘被卡,泥水压力建立不了,盾构机一下子转不动了.过往船只上的人看到长江江面上直冒气泡,以为发生了地震,赶紧打电话报警.幸好盾构机是封闭的,没有影响到施工人员的安全.项目部立即制订方案,修复被气体冲开的通道,通过反复的压浆使泥浆压力逐步建立.然后,通过泥浆循环把塌落在刀盘舱内的砂土循环出去,减轻了刀盘负荷.经过一个多星期的出浆排砂,盾构机才修复好并恢复

掘进.

4.“高压进舱”作业

施工人员多次进行“高压进舱”作业也十分惊险.为了修复泥浆门、检查碎石机漏油情况并开展焊接工作,过江前检查刀盘及刀具的情况,施工人员必须带压进舱.高压进舱犹如进入鲨鱼嘴,保压系统一旦出现问题,巨大压力作用下,泥水就会迅速冲进气舱,舱内人员几乎无逃生可能.高压进舱作业又如大象穿针鼻—气舱宽度仅83厘米,作业人员不带任何设备待在里面转身都很困难,可以想象在里面开展泥浆门复位、焊接等工作是何等的不易.潜水员一般只能承受3公斤的压力,而进舱时的压力达4.5公斤.为解决这一问题,施工方请了海军工程大学的专家来培训,采用了新技术.当技术人员第一次进去时,大家都捏了一把汗,出来时,大家才松了一口气.

在“长江一号”“长江二号”长距离的掘进过程中,遇到的不只上述几场惊心动魄的风险,还有很多大大小小的事故.比如当盾构机在江底掘进时,居然碰到了日军入侵武汉时丢到江底的炸弹.当时,施工人员只是感觉到盾构机碰到了异物,但并没有发现炸弹,直到盾构机在汉口出洞后人们清理盾构机前面的杂物时,才发现一枚长50厘米的炸弹,想起来就让人后怕.盾构机穿越江南的武九铁路时,因为火车随时都可能经过,施工人员绷紧了神经,24小时巡视,担心路基会沉降塌陷,影响火车正常运行.所幸最后没有出现任何异常.位处汉口的鲁兹故居,是湖北省重点文物保护单位,离江北的竖井南侧仅20米,保护难度极大.鲁兹故居是一栋西式两层砖木结构楼房,盾构机从它下面经过时,距离上面房屋只有6米,该处地质条件差,容易下陷.施工方控制掘进参数,科学防护监测,盾构机经过后,房屋下陷不超过1厘米,建筑完好无损.

攻克技术难关

武汉长江隧道建设集河床冲积变化大、地层纵向复杂多变、江中局部穿切一半硬一半软的硬质岩石、水压力高、地层透水性强、掘进距离长、下穿建筑物密集等诸多难点于一身,是当时中国地质条件最复杂、工程技术含量最高、施工难度最大的江底隧道工程.

武汉长江隧道复杂苛刻的外在客观条件给隧道施工带来了五大困难:一是姿态控制.盾构机穿越软硬不均的地质,掘进姿态难以控制,弄不好就走偏了,难以到达指定位置;二是高水压.隧道从水面到底部深57米,江水的压力极大,防止隧道透水是最大难点;三是超浅埋.部分地段盾构机离地面只有五六米,要不“惊动”地面建筑,穿越长江大堤等,难度极大;四是强透水.隧道两岸大部分为粉细砂地层,一旦透水,后果不堪设想;五是长距离掘进,由于地质变化大,盾构机必须一次性成功穿越2500多米.

(一)克服开挖深基坑难题,确保盾构始发顺利

2005年6月21日,江南始发井正式开挖.江南竖井由于连续墙是致密粉砂层不良地质,成槽困难,联合体项目部采用钻机引孔、先引后开挖的“三钻一抓”施工工艺,调整盾构始发由部分为整体始发,使用国内最先进的三轴搅拌机和旋喷机施工,同时精心组织、合理安排、集中劳动力,确保了江南盾构始发井正式开挖.

开挖处地下水与长江水连通,水位高、水压大,黏性或砂性土压缩性高而强度低,具有高灵敏度、易触变、流变的工程地质特征,开挖过程中极易造成地面沉降,对周边建筑物产生破坏,基坑施工风险极大.始发井施工采用明挖顺作法,以地下连续墙作为围护结构,基坑开挖深度为21.34米,地下连续墙厚度0.8米,与内衬结构共同受力,组成复合结构(只传递压力,不传递减力);基坑设置六道支撑;基坑采用高压旋喷桩对基底进行抽条加固;阴角处地基加固为水泥旋喷桩;底下连续墙分幅接头处采用三根Φ600旋喷桩止水,深度与墙深相同;采用现浇钢筋砼内衬,在沿工作井深度方向设置两道横向框架,底板设置底梁,沿竖向设置壁柱;内衬施工时预留盾构始发洞门;基坑防水采用“以封为主,减压降水为辅,封降结合”的原则;降水主要采用管井降水和井点降水,有效制服了长江高水压危害.

(二)攻破盾构掘进险关,保障隧道施工运营安全

盾构掘进是武汉长江隧道施工中的关键工序之一,事关工程安全、进度、成本、质量等.但是盾构地层结构复杂,高水压、强透水、长距离等特点不仅导致掘进方向容易出现偏差,而且掘进过程面临渗水、地面沉降、江水压力、隧道变形、火灾等诸多问题.这些问题也会严重影响隧道的使用和运营.为了最大限度地确保施工安全和后期隧道运营安全,中隧联合体成功破解了多项世界性难题.

1.掘进模式

盾构机在地底下掘进,容易引发土壤沉降,造成建筑坍塌.专家们采用“气垫式泥水平衡盾构法”,使盾构机掘进时波动很小,水土沉降控制在3厘米以内.

这个技术是指掘进过程中的两种掘进模式:泥水模式和“D”模式.

泥水模式是指在盾构机的前部刀盘后侧设置隔板,它与刀盘之间形成泥水压力室,将加压的泥水送入泥水压力室,当泥水压力室充满加压的泥水后,通过加压作用和压力保持机构,来保持开挖面的稳定.盾构推进时由旋转刀盘切削下来的土砂经过搅拌装置搅拌后形成高浓度泥水,用流体输送方式送到地面.

“D”模式也叫间接控制模式,它由空气和泥水双重系统组成.在盾构机的泥水室内,装有一道半隔板,将泥水室分割成两部分,在半隔板的前面充满压力泥浆,半隔板后面在盾构轴线以上部分加入压缩空气,形成气压缓冲层,气压作用在隔板后面的泥浆接触面上.由于在接触面上的气、液具有相同的压力,因此只要调节空气压力,就可以确定开挖面上相应的支护压力.

当盾构机掘进时,由于泥浆的流失或盾构速度推进的变化,进出泥浆量会失去平衡,空气和泥浆接触面位置就会出现上下波动现象.通过液位传感器,根据液位的变化控制泥浆泵的转速,使液位恢复到设定位置,以保持开挖面支护压力的稳定.当液位达到最低极限位置时,排泥泵自动停止工作.

由于盾构表面与地层间的摩擦阻力不均匀,地层软硬不均、隧道曲线和坡度变化以及操作等因素的影响,盾构推进不可能完全按照设计的隧道轴线前进,而会产生一定的偏差,开挖面上的泥水压力以及刀盘切削地层所引起的阻力不均匀,也会引起一定的偏差,在盾构推进过程中由于不同部位推进千斤顶参数设定的偏差易引起推进方向的偏差.当这种偏差超过一定界限时就会使隧道衬砌侵限、盾尾间隙变小使管片局部受力恶化,并造成地层损失增大而使地表沉降风险加大.因此,盾构施工中必须采取有效技术措施控制掘进方向,及时有效纠正掘进偏差.

2.掘进方向的控制

(1)采用SLS-T隧道自动导向系统和人工测量辅助开展盾构姿态监测.SLS-T隧道自动导向系统配置了导向、自动定位、掘进程序软件和显示器等,能够全天候在盾构机主控室动态显示盾构机掘进方向,使其始终保持在允许的偏差范围内.随着盾构推进导向系统后视基准点前移,需要通过人工测量来进行精确定位,为保证推进方向的准确可靠,人工测量每周进行两次,校核自动导向系统的测量数据并复核盾构机的位置、姿态,确保盾构方向的正确.

(2)采用分区操作盾构机推进油缸,控制盾构掘进方向.根据线路条件所作出的分段轴线拟合控制计划,导向系统反映的盾构姿态信息,结合隧道地层情况,通过分区操作盾构机推进油缸来控制掘进方向.

在上坡段掘进时,适当加大盾构机下部油缸的推力;在下坡段掘进时则适当加大上部油缸的推力;在左转弯曲线段掘进时,适当加大右侧油缸推力;在右转弯曲线掘进时,适当加大左侧油缸的推力;在直线平坡段掘进时,则应尽量使所有油缸的推力保持一致;在软硬不均的地层中掘进时,则应根据不同地层在断面的具体分布情况,遵循硬地层一侧推进油缸的推力适当加大,软地层一侧油缸的推力适当减小的原则来操作.

3.大直径盾构

盾构隧道管片结构是影响工程安全、工程造价和施工速度的关键因素,在国内缺少在砂土地层、长距离掘进的大直径盾构隧道相关经验的前提下,施工单位结合武汉长江隧道特殊的建设条件,对其衬砌环类型、衬砌环分块,管片厚度、宽度等关键技术进行研究.盾构隧道衬砌环类型有:左转弯环,右转弯环,直线环,通用楔形环.以往我国大直径盾构隧道衬砌环与日本采用相同的型式,即采用左转弯环加右转弯环,或者采用左转弯环加右转弯环加直线环的型式.这两种方式如用于武汉长江隧道存在以下缺点:(1)衬砌环类型多,需要更多的管片制造模具,增加了造价;(2)由于各种衬砌在外观尺寸上差别很小,增加了施工管理难度;(3)管片本身无法拟合竖曲线,在竖曲线地段需在环面加设不等厚的垫片,这在高水压、强透水地层中对防水不利;(4)由于施工中不可避免会产生掘进方向的误差,因而在一环掘进完成前无法预知该采用何种衬砌环,不利于管片提前组织运输,因而施工速度较慢,当掘进时间较长时极为不利.

为克服以上缺点,武汉长江隧道工程在国内大直径盾构隧道中率先采用通用楔形环衬砌.该种类型衬砌环只需要一种类型模具,通过衬砌环沿圆心的旋转可以实现直线、平曲线、竖曲线和纠偏的拟合需要,且拟合精度高.通用楔形环的缺点在于管片空中旋转位置不固定,为找出结构最不利受力状态,需进行高达几十种甚至上百种拼装组合状态的计算,工作量大.

设计方铁四院从地质环境、管片制作、运输难度、防水、防变形、结构受力等综合角度,通过对五种管片分块方案,四种管片厚度,五种管片环宽进行研究对比,经过数百次计算机模拟,决定采用“9等分分块方式,2.0米环宽,0.50米环厚”的管片结构.这种楔形环结构整体刚度较大,对结构的变形控制和防水有利,所增加的结构内力不是很大,所需钢筋用量很小,并可节省工程投资.

这种“9等分分块方式,2.0米环宽,0.50米环厚”的楔形管片是专为武汉长江隧道研制,隧道内拼装了2533片管片,犹如一层盔甲支撑起整个隧道.2007年5月,被列入“863”计划的“高抗渗长寿命大管径隧道管片材料结构设计与工程应用”课题,通过国家科技部验收.此项新成果的研究成功,标志着我国盾构隧道管片材料的生产和应用技术达到国际先进水平,使管片“抗渗”明显“增寿”50%以上,大大延长了隧道工程的服役年限.

长株潭城际铁路首个隧道盾构区间今天贯通 湖南新闻联播 20140802 标清 视频时长:01:42 长株潭城际铁路首个隧道盾构区间今天贯通 湖南新闻联播 20140802 标清 播放:33820次 评论:11180人

4.防水设计

在0.6mpa左右高水压的条件下,防水是长江隧道施工过程中的一大难题.盾构隧道防水设计遵循“以防为主,多道设防,综合治理”的原则,在管片自防水的基础上,重点处理管片接缝防水.一般在隧道建设中,采用弹道弹性密封垫可以满足二级防水要求,但考虑到工程位于强透水的粉细砂地层和长江防洪大堤,而且防水等级要求为一级.从减少渗漏水的概率,确保工程的安全和防水效果,长江隧道采用双道弹性密封垫方案.管片采用C50S12的高强度防水钢筋砼,管片接缝采用两道三元乙丙橡胶与遇水膨胀的复合材料.遇水膨胀橡胶宽20.5毫米,厚3.5毫米,膨胀后可以进一步提高防水可靠性,满足后期可能产生较大变形的防水要求,且二者复合后有利于膨胀橡胶的单项膨胀,侧向受限,利于充分发挥膨胀应力,不仅加强了止水性,而且还减少了水膨胀树脂的溢出,有利于延长材料的使用寿命.管片内部环纵缝凹槽采用双组份聚硫密封胶嵌填.管片壁后注浆采取盾尾同步单液注浆,预埋二次注浆孔,达到防水和防沉降的双重效果.管片外壁还有一层8至15厘米的砂浆保护层,这些防水措施,能让隧道的使用寿命达100年.

5.通风防火设计

在武汉长江隧道的初步设计里,没有设计烟道层,对逃生通道的设计上争议较大.有人认为烟道难得用上,不要也行.铁四院坚持要做,并反复做施工方和业主的工作.当时国际上有两例做过烟道的隧道,都是穿山隧道.上海的水底隧道曾提出过设想,但未实施.

肖明清说:“这个隧道与其他隧道有不同点,由于两岸路网狭窄,隧道里会经常发生堵车现象.如果堵车时又发生火灾,前面的车跑不掉,烟往哪里跑?火灾时,烟流动的速度是2米/秒,车一般的速度是16米/秒,正常情况下烟跑不了,人会在里面被烟呛死.”

他还介绍说,传统的隧道废气(如汽车尾气、火灾引发的烟尘等)的排放,都通过隧道两端的出入口外排,对周边环境影响大,通排效果也差.特别是遭遇火警时,烟雾从出入口排放,会对人群疏散造成影响.

武汉长江隧道在建设烟道层的过程中,每60米设有一个排烟阀,同时建有两座高达40米的风塔.因为长江隧道长度较长,在排气、通风的环节,设计采用了“射流风机纵向诱导通风模式”加“重点排烟”,以确保隧道内良好的通风环境.两座风塔直接与隧道顶部的数台大功率抽流风机相连,隧道内产生的废气将通过抽流风机向上输向风塔,再由风塔排向40米的高空,经过稀释后扩散,并将富含氧气的新鲜空气,通过一台台射流风机的传接,快速、及时地输送到隧道各个角落,噪声及空气污染均可大幅下降.

盾构:上海市隧道工程公司软土隧道盾构施工掘进技术

此外武汉长江隧道一旦遇到火警火灾,除公安消防部门有严密的应急预案外,隧道内还设有自动水雾喷头,可以直接为隧道灭火.

万姜林介绍说:“隧道暗埋段及顶部装备了水雾喷淋灭火系统,每25米设一个喷淋阀,每个喷淋阀控制16个自动喷头,其4944个自动喷头,几乎覆盖了隧道车道板每一处空间.发生火灾时,这些喷头会自动喷水,每个喷头每分钟可喷水120升.”

另外初步设计方案里的逃生通道是横向联通道,用于打通两条隧道,便于逃生.但是这样的方法曾出现过很大的施工问题,风险太大.设计人员将横向联通道改为向下的逃生通道,位于车道层的下方.逃生通道口设在左右两条隧道的中间,在每条隧道的左侧地面上,每隔80米就可看到一个长方形黑盖,那便是逃生通道口.一旦隧道遭遇失火等紧急情况,中央控制系统就自动开启通道口,同时,通道口旁边的墙体上也设置了通道口的电动开关,只要轻轻一按,这扇门便能自动开启.因为拉手上安设了手动助力装置,停电时,这扇重达200多千克的防压门,也可单人徒手拉开.在通道口的下方,紧接通道口的是一个长约3米的橙色滑梯,人只要一跳进通道口,几秒钟内就能滑到隧道下约2米高的逃生通道,沿着这一通道,便可直接撤离到长江两岸.按隧道距岸边最远距离1.8公里计算,行人按每小时5公里速度计,一般20分钟就可撤至岸边.

这是国内首次使用了具有三重开关的逃生通道门,其安全逃生系统整体上达到了世界先进水平.

武汉长江隧道是继武汉长江大桥之后武汉市在过江通道建设方面的又一里程碑,无论从科技含量、整体效益,还是从便民利民和安全管道等管理方面看,武汉长江隧道可堪称是万里长江“科技第一隧、效率第一隧、人文第一隧、安全第一隧”.

中国工程院院士王梦恕说:“武汉长江隧道在建设施工中的众多创新,标志着我国穿越江河湖海的隧道技术已接近世界先进水平,为目前正在规划或筹建的其他穿江城市隧道提供了非常有价值的经验,必将有力地推动中国过江交通隧道的发展.”(编辑杨琳)

(作者李立新是湖北省委党史研究室研究三处副处长;胡雪君是湖北省委党史研究室研究

三处科员)

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