▲ S202象山石浦港海底隧道效果图
项目名片
姓名:S202象山石浦港海底隧道
生日:在建
籍贯:浙江宁波
长度:4.26km(盾构段长3.1km)
类型:水下盾构隧道
特点:
①国内最长的穿越全淤泥质软土地层的海底公路盾构隧道
②国内首条采用双层承插式接头管片的盾构隧道
建设单位:中核浙能能源有限公司
设计单位:中交公路规划设计院有限公司
施工单位:中交隧道工程局有限公司、中国核工业华兴建设有限公司、宏润建设集团股份有限公司
监理单位:上海建通工程建设有限公司
象山石浦港海底隧道位于浙江省宁波市象山县,是浙江省道S202的重要组成部分,也是金七门核电厂的应急通道。项目隧道全长4.26km,其中盾构段长3.1km,采用双向四车道一级公路标准,设计速度80km/h。
独特之处
1.大直径盾构长距离穿越淤泥质软土,隧道埋深较浅,施工期和运营期隧道结构变形控制难度大。
2.隧道周边环境复杂,地质条件差,隧道近接施工对环境影响控制要求高、难度大。
3.本项目是位于城镇区域的特长海底隧道,疏散救援难度大。
创新之处
1
国内大直径盾构首次应用双层承插式接头
传统的大直径盾构管片连接通常采用螺栓)接头,其面临软弱地层中管片变形控制效果较差、收敛变形较大、管片接缝张开超限、螺栓孔削弱管片整体受力等结构安全与耐久性问题。同时,隧道服役期管片螺栓需定期检修、除锈、拧紧,维护成本较高。
本项目盾构隧道全长穿越软土地层,为提升隧道安全质量和耐久性能,论证采用了新型承插式接头管片连接方案,其中管片纵缝采用双层C-T型楔入摩擦混合型钢接头,大幅增强接头的转动刚度,有效改善接头力学性能,提高接头的抗变形能力。承插式接头环间错台小,真圆度好,可有效减小管片张开量,避免渗漏水、耐久性等问题,且管片仅需推压即可完成紧固,无需设置手孔,保证了管片结构的完整性,局部承载力无短板;无螺栓管片机械化自动化安装程度高,无需人工安装,有效提高施工工效,服役期无需螺栓检修,显著降低维护成本。
2
整体式预制、自动化拼装盾构下部箱涵
随着国内大直径盾构隧道的快速发展,预制装配化程度愈来愈高,盾构隧道下部构件已广泛采用施工更快速、更环保的预制结构。目前国内主流大直径盾构下部结构多采用预制“口型件”或“π型件”+两侧现浇边箱涵的模式,其现浇工序包含植筋、钢筋绑扎、模板支设与混凝土养护等多环节,施工流程繁杂且周期长;分段浇筑形成的施工缝因工序衔接问题易产生冷缝,容易影响结构整体性与耐久性;同时,现浇阶段严重压缩隧道内部通行空间,导致物料运输与多工序交叉作业效率大幅降低。
本项目采用整体式全预制箱涵技术(仅在逃生楼梯处设置“口型件”+现浇段),通过工厂化预制减少现场湿作业环节。其一体化设计大幅提升结构完整性,有效解决传统工艺中拼装错台、曲线拟合偏差等质量通病。自动化拼装系统与盾构掘进智能协同,实现箱涵精准就位与即时支撑,隧道内部全程保持畅通施工环境。整体式结构不仅显著提升下部基础刚度,更为管片提供均匀可靠的压重约束,抑制了隧道收敛变形,在提升施工效率的同时保障全寿命周期结构安全。
3
全GFRP筋围护结构实现盾构无障碍始发与接收
始发与接收是盾构隧道建设的关键环节。传统盾构进出洞处工作井围护方案面临技术挑战:全钢筋混凝土结构依赖人工破除,效率低下;混合式GFRP筋/钢筋结构虽可部分机械破除,但残留钢筋层仍需人工处理,工序繁杂。
本项目在大直径盾构隧道中首次采用双侧全玻璃纤维筋地下连续墙+分幅工字型玻璃纤维材质接头,实现无障碍始发;同时,基于接收井钻孔咬合桩围护体系,创新采用热塑成型组合封闭GFRP箍筋技术,突破玻璃纤维现场加工限制,通过特殊成型的圆形玻璃纤维箍筋与玻璃纤维主筋形成空间协同受力体系,通过盾构机配备定制切削刀具,实现对GFRP筋围护墙的安全高效铣削,可彻底免除人工破除环节。GFRP筋材技术的使用保证了施工期围护结构挡土性能,提升了进出洞阶段围护结构可切削性,可实现盾构始发和接收过程的安全与高效。
4
盾构隧道创新采用"上部安全逃生+下部快速疏散"立体疏散体系
本项目海底盾构隧道长度超过3km,隧道内救援疏散是保障海底隧道运营安全的关键。受制于软弱底层条件,本项目难以采用传统横向联络通道方案,而常规的纵向疏散模式存在逃生转换复杂、疏散速度慢、救援响应迟滞等缺陷。
本项目创新采用"上部安全逃生+下部快速疏散"立体疏散体系:行车层设置全线通长硬路肩,避免疏散期间人、车冲突,保障疏散路径畅通;间隔约120m设置直跑逃生楼梯,相对于旋转楼梯显著提高疏散效率;在盾构隧道下层设置通长专用疏散通道,可供救援电瓶车快速通行,利用两端工作井、明挖隧道形成环形疏散通道,保障隧道各处畅通可达。事故情况下,救援车辆从盾构下层快速疏散至工作井,并进入明挖段隧道中廊道,爬升后转至明挖隧道路面层,出入口直通地面,可大幅提升疏散效率。
5
海底隧道保障核电全天候通行,企地共建打造和谐共生工程
本项目作为金七门核电厂的应急通道,其核心功能定位决定了必须采用隧道形式穿越石浦港。相较于桥梁,海底隧道具备全天候、抗风浪、极端气象条件下持续通行的显著优势,确保在不利自然条件下核电厂应急交通生命线的畅通,满足核安全的高标准要求。
在建设模式上,本项目示范性实践了核企与地方深度协同共建机制。核电企业与地方政府紧密协作,将核电应急需求与区域交通发展深度融合,使本项目成为连接核电安全生产与地方经济社会发展的纽带。隧道建设高度重视对石浦千年渔港正常生产的维护及石浦港珍贵海洋资源的保护。通过工法优选、线位避让等措施,最大程度降低工程活动对渔业生产和海洋生态的扰动,实现了重大基础设施建设与地方支柱产业、生态环境的和谐共生与可持续发展。
经济社会意义
象山石浦港海底隧道及接线工程作为浙江省综合交通发展“十四五”规划中省道S202的重要组成部分,对打造宁波市干线公路网骨架,改善海岛交通出行短板,提升区域南北向交通能力等具有重要意义。隧道项目建成后将极大地缩短石浦与鹤浦两地间的通行时间,有效激活环石浦港片区发展潜力,推动象山南翼加快崛起。
象山石浦港海底隧道首次在大直径盾构中应用双层承插式接头,研发整体式预制自动化拼装箱涵,采用GFRP筋技术实现盾构无障碍始发与接收,首创"上部安全逃生+下部快速疏散"立体疏散体系。这些创新成果,为未来复杂软土地层条件下建设长距离海底公路盾构隧道提供了技术支撑,在结构可靠性和耐久性提升、预制装配化、全生命周期安全运营等方面提供了范式。对促进我国盾构隧道技术发展、拓展盾构法在跨海通道建设中的应用边界具有重要意义。
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