据新华社报道,3月26日,在汕头湾海底68米深处,伴随着直径14.57米的“永平号”盾构机刀盘破岩而出,世界首条时速350公里单洞双线高铁隧道——汕头湾海底隧道成功贯通,标志着连接汕头与汕尾的“黄金通道”取得突破性进展,创造了国内外海底隧道建设多项纪录。汕头湾海底隧道宛如“海底蛟龙”,呈东北至西南走向斜跨汕头湾,连接起珠三角、粤港澳大湾区,更改写粤东地区的交通格局,为区域经济注入强劲动能。
汕汕高铁由中国铁路设计集团有限公司工程总承包,连接广东省汕头市与汕尾市,是国家“八纵八横”高铁网沿海通道的重要组成部分。其中,由中铁十四局承建的全线控制性工程汕头湾海底隧道全长9,781米,最深处距离海面98.5米,地质构造及水文地质条件复杂,设计与建设难度堪称“工程教科书”,被誉为目前在建难度最高的隧道之一。
穿越17条断层带 施工难度大
“隧道不仅要在8度的高烈度地震区穿越17条断层破碎带,其中包括8条活动断层,还要承受海底近1兆帕的超高水压及强腐蚀性海水的多重压力。”中国铁设汕头湾海底隧道专业负责人霍飞告诉记者。
如何破解“高烈度地震+密集活动断层+海域超高水压+高腐蚀海水+极复杂地层”等多重难题?
多项创新技术 抗压抗震抗腐蚀
“为应对复杂地质情况,隧道采用陆域矿山法、海域矿山法、盾构掘进法、盾构空推法、明挖敞开法、明挖暗埋法等6种工法组织施工。”中铁十四局汕汕高铁项目总工程师安夫顺说,施工期间,隧道建设、设计、施工等单位深化合作,联合国内顶尖院士科研团队开展重大科研立项攻关,现场论证把关,合力攻克建设难题,加快推进隧道建设进度。
一系列创新技术不仅让汕头湾海底隧道成为“抗压抗震抗腐蚀三料冠军”,还创造了多项深海隧道建设纪录:世界首条时速350公里单洞双线高速铁路海底隧道,世界已贯通最大开挖直径铁路海底隧道,国内穿越活动断层最多的铁路海底隧道,国内开通水压最大的海底隧道。
“汕头湾海底隧道的顺利贯通,为汕汕高铁全线如期开通运营打下了坚实的基础,为国内外类似工程建设提供了有益参考借鉴。”中国铁设汕汕高铁项目总工程师李为说。
汕汕线剩余段料年底具备通车条件
据央视报道,汕汕高铁,起自广汕铁路汕尾站,终至广梅汕铁路汕头站,正线全长约162公里,设7座车站。其中,汕头南至汕尾段已於2023年底先行通车,剩余段也就是最难攻克的汕头湾海底隧道所在的这一段,此次贯通后,预计今年年底具备通车条件。
未来,汕汕高铁全线建成通车后,从汕头至广州将缩短至1.5至2小时,将与广汕高铁、漳汕高铁、福厦漳高铁、温福高铁、甬台温高铁共同构成国家东南沿海高铁通道,途经广东、福建、浙江三省15个城市,打通粤港澳大湾区经粤东、海西经济区直达长三角的通道,助力国家东部沿海地区高质量发展。
从研建到贯通 历时近十年
汕头湾海底隧道全长9,781米,穿越汕头湾海底段2,158米采用盾构法掘进及空推,盾构机刀盘开挖直径14.57米,是目前最大直径高铁海底盾构隧道。
2016年初编制设计方案,2019年8月方案趋於成熟,建设时间近五年。
世界级建设难度
●在高烈度地震区穿越密集断层破碎带
●海域高水压环境,最大水压可达0.985兆帕,可形成高达98.5米的水柱
●海域高等级侵蚀性环境,控制防范隧道结构开裂、错台、渗漏水、涌水突泥甚至海水倒灌等风险
●工程地质条件复杂,隧道先后穿越淤泥、淤泥质黏土等软土地层、淤泥与花岗岩极软极硬不均地层、风化不同软硬不均地层以及全断面极硬弱风化花岗岩地层。隧道开挖无异於“先切豆腐后磨生铁,中间软硬夹生、孤石分布”
建设技术亮点
●“永平号”盾构机采用三刃刀片,并创新采用刀间距为90毫米的常压刀盘,让它的牙齿更锋利、破岩率更高
●在软弱地层,进行海上注浆和洞内注浆,再用高精度控制技术爆破,减小对周围岩层的扰动
●在每两片隧道的管片接缝位置,加了一个“弹簧”,降低可能发生的地震和正在活动的断层对高铁运行存在的影响
●在隧道和岩层之间还加一层特殊的柔性隔震层,既能抵抗海水压力又能吸收地震能量,达到“以柔克刚”的效果
●研制出新型的抗裂材料,降低海水渗漏和隧道开裂腐蚀的风险