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2019年10月9日 星期

​“万里黄河第一隧”来了!

△济南城市一角。
△黄河九曲。
△黄河平原。

□ 程永华

黄河,绵延五千里,奔流入海。它是中华母亲河,也是世界上含沙量最多的河流。泥沙奔腾、险象环生,让跨河犹如翻越天堑。

万里黄河流入河南,开始形成地上悬河,在济南泺口段,河床高出南岸城区地面5米,最大洪水位高出河床11.62米,是一条罕见的、水量巨大的地上“悬河”。

国庆节前夕,两台超大直径泥水平衡盾构机,开始对济南黄河隧道进行掘进,标志着一项超级工程在山东济南黄河岸边悄然拉开序幕。中铁十四局的建设者们要在济南黄河隧道创造全国5项之最,堪称“万里黄河第一隧”,这一工程将成为人类开发利用黄河的又一壮举。

济南黄河隧道被誉为“万里黄河第一隧”工程。隧道开挖直径15.76米,全长4760米,为目前世界在建最大直径的公轨合建盾构隧道。穿越水域最大洪水位高出11.62米,隧道最低点位于河床下54米,最大水土压力7.5巴。

推动城市“携河发展”

济南黄河隧道全长4.76公里,是贯穿黄河两岸的第一条公铁合建的快速通道。

据悉,该工程根据河流自然条件、线路走向和城市总体规划情况,共提供了四条方案,最终经中国环境科学研究院的比选,推荐路线方案为:北接309国道,设R-400米右转曲线,下穿龙湖规划水域,紧贴泺口浮桥下游,垂直向南穿过黄河南堤、环城高速公路、二环路,隧道洞口设在济泺路上,接上济泺路。专家表示,该方案南北均与主要道路衔接,交通组织顺畅,容易与其他城市道路连通,功能好;对规划的龙湖风景区没有影响;基本垂直过黄河,过黄河水面长度较短,施工风险小。

那么,济南黄河隧道为何要穿越繁华市区?目前,济南市有2座铁路桥梁、3座公路桥,还有20余座浮桥与黄河以北相连接。在通行能力上,公路桥通行量已接近饱和;浮桥虽然受洪峰、冰凌及恶劣天气等影响,无法实现全天候通行,但作为跨河交通的辅助措施,其作用也十分明显。铁路方面,黄河以北济南辖区的铁路通行里程约30公里,通过泺口和曹家圈铁路大桥与济南连接,日通行量为客车54对列、货车78对列,现已满负荷运行;晏城编组站作为济南铁路局货运枢纽组成部分,到发线路有5条,尚有2000万吨的编组能力。

实施跨河发展已经成为济南远期发展战略,交通基础设施建设是重要前提,而目前影响发展的交通问题主要是:缺乏铁路及相应设施;公路交通干线密度低;公路桥梁少且车辆过桥收费。

再如公路,商河、济阳两县境内现有3条国道及2条省道,均通过黄河一桥与市区连接,其中国道104、省道321线路也可通过浮桥与市区连通。过桥收费令黄河以北地区单位和企业的生产成本明显加大。据了解,目前通过黄河收费的桥梁年收费总计约7100万元。以一个企业每天一辆车往返济南为例,每天过桥费20元,一年下来仅交通成本就增加7300元。两县成千上万家企业,压力之大可见一斑。

然而,泺口浮桥是济南市中轴线济泺路向北跨越黄河的唯一通道,因为长期拥堵、反复拆除,已无法满足两岸人民便捷通行的需求,经济发展更是受到严重阻碍。济南是一个东西狭长的城市,黄河天堑阻碍了城区的北向拓展,现有的泺口浮桥已无力承载未来交通。城市发展必须先解决交通问题,如果继续压缩在有限的空间中,济南将很难进一步发展。

济南黄河隧道工程是济北新城发展的重要通道和“携河发展”战略的关键性配套工程,是实现济南新一轮规划发展及新旧动能转换的标志性工程。现在,随着黄河隧道建设有序推进,泺口片区拆迁提速,济泺路沿线及黄河南岸未来3到5年必将旧貌换新颜,迎来一轮崭新发展,作为济北窗口,一些更具现代化和能够展现城市新面貌的建筑物、综合体、产业园区也将取代济泺路、二环北路、无影山北路等片区主干道两侧的老旧市场和建筑群,济南携河大发展未来可期。

届时,隧道建成后,最快4分多钟即可通过隧道,比绕道黄河大桥节约近一个小时。从此,济南将由“大明湖时代”进入“黄河时代”。

五大细节勾勒雏形

9月20日,山东省交通运输集团公布了济南黄河隧道的一些具体细节。

——设计行车时速为60公里。

据介绍,济泺路黄河隧道工程为城市主干道,主线为双线四车道,设计行车速度为60公里/小时,设计通车年为2012年,届时每日可通车数量为21278辆;中期2020年日通车数量为33506辆;远期2030年为44177辆/日。

工程永久占地14公顷,临时占地24.88公顷,工程拆迁面积约4515平方米。工程弃渣量多达59.36万立方米,这些弃渣将全部运往黄河北大堤淤背区加固黄河大堤。工程总投资16.08亿元,其中环保投资4452.4万元,占工程总投资的2.77%。

——双线双洞,车道宽3.5米。

据了解,线路全长4.5千米,其中北岸路基段长度410米,U型槽敞开段1430米,盾构段双线2160米,盾构外径11.3米,南岸U型槽敞开段364米。

行车隧道基本尺寸为:车道宽度采用3.5米,路缘带宽度0.5米,侧向宽度0.75米(含余宽0.25米),车道净高4.5米。

该隧道采用双线双洞方案,根据隧道所处的地质条件和施工要求,隧道间净间距为11.3米。

同时,该隧道位于黄河河底,最大覆土厚度达35米左右,根据有关规定,其设计不小于1.0倍盾构管径厚度的覆盖土层控制隧道埋深。

——收费站在北岸,为6进6出。

据介绍,在黄河隧道北岸延伸道路西南侧设置1处办公区,即隧道管理中心,设计新建一栋四层办公楼作为管理中心大楼,同时配置变电站、雨废水处理中心等。

北岸延伸道路长410米,与收费站合建,收费站为6进6出形式,共设置收费岛11个,其中6号岛为双向收费形式,收费岛均为2.2米宽。收费站设计收费口12个,收费员按照4班3运转工作,共需要收费员48人。

——大中小各型车均能通行。

隧道南口位于闻名全国的泺口服装市场和物贸中心,隧道将是该中心和黄河以北区域的主要通道。北口既有龙湖度假旅游公园、国科别墅区和温泉中心,又有工业园、物流中心,因此该隧道还是市区旅游和上下班职工的重要通道。同时,黄河南北不走高速的车辆也会从这里通过。所以,济泺路黄河隧道将做到大中小各型车均能通行。同时,还将考虑隧道北口和南口能够与高速公路衔接。

因此,济泺路黄河隧道将具有干线公路和集散公路的双重功能,但以集散为主;具有直达和连接的双重作用,但以连接为主。

——隧道口和U型槽力争美观。

据悉,隧道口和U型槽可以比作是黄河隧道的门面,因此它的外观对当地景观构成重要的影响,根据工程提供的数据,隧道断面为椭圆形断面,单洞建筑限界全宽8.5米,中心高4.5米。

南岸地区为济南市主城区,从交通现状来看,通往北岸的交通方案自1999年以来都使用的泺口浮桥,黄河隧道的建成有可能彻底改变这一局面,预计隧道建成后能替代现有浮桥的交通运输功能,属于景观影响敏感范围。因此工程将着重考虑隧道口及U型槽外形设计,以不影响风景区景观构成为原则。

据介绍,该工程计划总工期为33个月,计划施工45个月,最早2021年底就可水下“跨黄”。也就是说济南这条穿黄隧道,不但是国内直径最大穿黄隧道,也是距离最长的黄河隧道,同时,还将是目前国内最大直径的盾构隧道,黄河上第一条公路隧道、第一条公铁合建的隧道。

集中攻坚九大难点

随着穿黄隧道工程的推进,济南市民在未来几年内,将可以在黄河水下轻松过河,这座安全、方便、快捷的跨河大通道,将实现黄河两边居民多年来的愿望。

当地民众说,黄河摆渡有一百多年的历史,浮桥可能只有不到30年的历史,所以对于开建的穿黄隧道充满期盼,但对于即将履行完使命的黄河浮桥也充满不舍。

济南黄河隧道是一项十分重要的工程,该隧道为水下超大直径盾构隧道,首次穿越地上“悬河”,河床高出南岸天桥区地面5米,最大洪水位高出11.62米,隧道最低点位于河床下54米,最大水土压力7.5巴。

专家介绍,济南黄河隧道施工将面临开挖断面大、掘进距离长、浅覆土、深基坑、高水压、地质情况复杂多变等一系列技术难题。在施工建设中,该工程将要穿越地层黏土和粉质黏土层,土质黏性高,易造成刀具磨损、刀齿崩断、刀盘结泥饼等问题,大量废浆易堵塞吸口。工程穿越低矮房屋群、南北岸大堤,侧穿绕城高速公路桥桩最小净距5.3米,沉降控制严格。且施工场区地下水丰富,水位较高,沿线有重要水源保护区,基坑开挖深35米、宽50米,箱涵同步施工,精度高、施工风险高、难度大,环保及绿色施工的标准要求高。施工方将在九大难点上发起攻坚:

——穿越悬河。万里黄河从河南境内到出海口逐渐形成地上悬河,济南泺口段河床高出南岸天桥区地面5米,最大洪水位高出11.62米。

——深基坑。基坑开挖深度达35米,地连墙埋深达60米。

——大直径。管片外径15.2米,掌子面稳定、盾构掘进姿态、地层沉降等方面施工控制难度增大。

——长距离。连续掘进2519米,途中检修和更换刀具风险大,盾尾密封磨损大,盾构机设备性能要求高。

——高风险。穿越鹊山片区低矮房屋群,长度300米;侧穿绕城高速桥桩最小净距5.3米。

——浅覆土。最小覆土厚度11.2米,仅为0.73倍洞径。

——强水压。最大埋深32米,洪水位水土压力6.5巴。

——黏土质。地层为黏土和粉质黏土层,细颗粒含量高,废浆量大,环保要求严格。

——公轨合建。同时满足地铁区间通风,人员安全疏散。

此外,在深水下面施工,公路与轨道合建,会遇到突发事件,救援如何保障?

据介绍,济南黄河隧道内设置了消火栓、水喷雾、灭火器、广播、紧急电话、视频监控、设备监控等完备的防灾救援设施,通过中央计算机形成有机系统,如遇突发状况,可实现上层道路6分钟完成疏散,下层地铁区间30分钟完成疏散。


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