南京長江隧道

南京長江隧道

南京長江隧道位於南京揚子江隧道與南京長江三橋之間,是溝通南京江北新區、河西新城和江南主城的重要過江通道之一,對於緩解南京市跨江交通壓力、促進沿江發展具有重大意義。長江隧道為雙向六車道,行車時速80公里,工程總投資約33億元人民幣,穿越長江的左右線盾構隧道的總長度為6042米。 在2015年之前南京揚子江隧道未建成時,南京長江隧道是中國長江流域已建和正在建設的超大型盾構隧道中所經地質條件最複雜、技術難題最多和施工風險最大的工程,被稱為“萬里長江第一隧”。 南京長江隧道的直徑為14.93米,列全球盾構隧道第二。南京長江隧道項目公司開展了近60項課題研究和科技攻關,申報專利15項,其中超大型管片襯砌結構原型試驗被列入國家“863”計畫示範課題,填補了地下工程建設相關領域的空白。 2013年底,南京長江隧道獲得全國建築行業工程質量的最高榮譽——“魯班獎”,成為國內首個獲“魯班獎”的過江隧道工程。2015年12月,榮獲國家優質工程獎金質獎。

基本信息

建築規模

南京長江隧道示意圖 南京長江隧道示意圖

南京長江隧道選址於浦口區黃家村,由江南濱江快速路與應天大街西延線互通立交過渡段接入點起,至江北收費廣場連線快速路500米處止,整個工程隧道總長5853米,按六車道城市快速通道規模建設,設計車速80公里/小時。

南京長江隧道工程是中國長江上隧道長度最長、盾構直徑最大、工程難度最高、挑戰性最多的工程之一,工程位於南京長江大橋與三橋之間,連線河西新城區——江心洲——浦口區。

中國鐵道建築總公司為南京長江隧道項目的投資人,出資80%,南京市交通建設投資控股(集團)有限責任公司出資10%、南京市浦口區國有資產經營(控股)有限公司出資10%,共同出資10.1514億元,組建南京長江隧道有限責任公司,全權負責過江隧道項目的投資、建設、運營、管理和維護。公司經營期限暫定34年,其中建設期4年,經營管理期30年。

左汊盾構隧道由中鐵十四局負責建造,右汊江心洲夾江大橋由中鐵十五局負責建造。

南京長江隧道橫斷面效果圖 南京長江隧道橫斷面效果圖

南京江心洲夾江大橋是南京長江隧道的組成部分,連線建鄴區揚子江大道與江心洲,全長665.5米,主跨248米,為獨搭自錨懸索橋,在國內尚屬首例。大橋雙向6車道,並設有專門的人行道,供行人和非機動車通行。大橋跨過江心洲夾江在江心洲落地,有專門的立互動通通道供行人、腳踏車和汽車行駛上江心洲或者是直接通過長江。從江心洲夾江大橋下到江心洲後再向前開幾百米就正式進入了南京長江隧道的主體。

南京長江隧道工程由江南濱江快速路與應天大街互通立交過渡段接入點起,至江北收費廣場連線快速路500米處止,整個工程通道總長約6.2公里,按6車道城市快速通道規模建設,設計車速80公里/時,採用“左汊盾構隧道+右汊橋樑”方案,左汊盾構隧道建築長度3.9公里;盾構直徑近15米,是當今世界上最大直徑的盾構隧道之一,僅次於上海長江隧道盾構機。

右汊江心洲大橋全長665.5米,主跨248米,為獨塔自錨懸索橋,主塔高107米。大橋雙向6車道,並設有專門的人行道,供行人步行過江。在南京長江隧道中使用的刀盤直徑為14.93米、重約4000噸、長130餘米、有5層樓高的“巨無霸”盾構機。  

技術特點

南京長江隧道出口 南京長江隧道出口

隧道與其它隧道相比,安全性特高。

如果發生意外,市民可通過逃生滑梯來到隧道路面下的通道。隧道每隔80米在一側路面上都有一個大蓋子,市民只要按一下開關,這個蓋子就會彈開,然後市民可順著逃生滑梯來到路面下的通道。這個設計主要是考慮到隧道內發生火災並產生大量煙霧時逃生所用。另外,隧道內還將安裝水噴霧頭、加強照明燈、車道信號燈、揚聲器、監控攝像機、防衝擊側石、路邊溝、電纜通道、安全通道等共23種設定,可充分保證行車安全。

號稱中國“水下施工第一難”的南京長江隧道左線隧道衝出江心洲洞口,意味著這條長達三千多米的長江隧道正式貫通。該隧道開挖直徑近十五米,是世界上最大直徑的盾構隧道。

南京長江隧道利用了江心洲,南北掘進的隧道都要在這個小島上出洞,減少了整個隧道在水下的長度。

南京長江隧道要在深達六十五米的水下穿越長江,隧道每平方厘米所承受的水壓高達六點五公斤,是迄今長江流域工程技術難度最大、地質條件最複雜、難題和挑戰最多的世界級越江隧道工程。施工中擊穿冒頂、江底沉降、透水坍塌等風險巨大,前所未有。左線貫通標誌著南京長江隧道工程面臨的世界級技術難題成功破解,也標誌著中國在特殊不良水文地質條件下越江隧道技術取得重大突破。

據介紹,南京長江隧道施工採用了兩台世界上最先進的泥水平衡盾構機掘進,開挖直徑相當於五層樓高,是世界上最大直徑的盾構隧道   。

中國在長江上已經建成和正在修建的大橋有六十多座,而建成過江隧道的城市只有中游的武漢,在建的僅有南京和長江入海口的崇明島。

南京長江隧道工程面臨著諸多世界級技術難題和挑戰,可以概括為六個方面。

一是“大”,南京長江隧道使用的盾構直徑超大,開挖直徑達到14.96m,是世界上最大的泥水平衡盾構機之一,盾構機尺寸的增大使施工難度和風險呈幾何級增長;

二是“高”,施工中承受的水土壓力達到6.5kg/cm2,(即相當於65m水頭壓力),居當前超大直徑盾構水下隧道項目之首;

三是“深”,隧道最深度處到江底60米處,地層透水性極強,所有水頭壓力均直接作用在隧道上,江底掘進風險巨大;

工人騎車通過南京長江隧道左線 工人騎車通過南京長江隧道左線

四是“薄”,江底盾構覆土厚度超淺,江中長150m的沖槽地段,隧道上方覆土厚度不足1倍洞徑(約10.79m,僅為開挖直徑的0.72倍),且地質為粉細沙層,施工坍塌冒頂風險極大;盾構機始發和接收超淺埋,隧道洞口段上方覆土厚度僅5.5m(約0.37倍開挖直徑),在同類隧道中埋深最淺,對盾構開挖時開挖面穩定和地層沉降控制的技術要求極高;

五是“長”,盾構水下一次掘進距離長,地質條件複雜,在掘進過程中刀具更換極為困難,兩條雙向六車道的3020m的盾構段隧道掘進需一氣呵成,對刀具保護要求極高。南京長江隧道三公里的地質對刀具的磨損相當於捷運盾構掘進17公里,而通過江中石英含量高的砂礫層對刀具的磨損相當於同類盾構機在軟土地層掘進30公里;

六是“險”,在設計方面,超大直徑水下盾構隧道的設計理論和經驗在國內幾乎是空白,國外經驗也不足。施工方面,地質條件異常複雜,隧道在江底穿越淤泥、粉細沙、礫砂、卵石和風化岩層,透水係數是粘土層的千倍以上,且鬆散容易坍塌,高透水、高水壓的各項指標均達到或超過世界同類工程的風險防範極限。  

建設歷程

南京長江隧道 南京長江隧道

2009年8月22日上午,隨著南京長江隧道右線盾構機轉動著巨大的刀盤衝破最後一層加固區實現順利貫通,繼左線隧道於5月20日勝利出洞,由中國鐵建十四局集團承建的南京長江隧道工程迎來了隧道全線貫通,這標誌著中國長江流域工程技術難度最大、地質條件最複雜、挑戰風險最多的越江隧道成功攻克了施工中的所有難題,規避了一切風險,取得了在特殊不良地質條件下施工的重大突破,也標誌著中國超大直徑盾構隧道的施工技術水準達到了一個新高度。  

據權威專家,國際岩石力學會前副主席、中國工程院院士、南京長江隧道專家委員會主任錢七虎介紹,南京長江隧道是中國長江流域已建成的和正在建設的超大型盾構隧道中所經地質條件最複雜、技術難題最多和施工風險最大的工程,是名副其實的“萬里長江第一隧”。  

南京長江隧道建設中 南京長江隧道建設中

工程自2005年3月奠基、9月開工以來,項目建設單位南京長江隧道有限責任公司、施工單位中國鐵建十四局集團及設計單位中國鐵建第四勘察設計院勇敢應對挑戰,用科研的力量和先進的管理力推工程攻堅克難,不斷破解世界級技術難題。南京長江隧道公司和中國鐵建十四局集團堅決貫徹“穩字當頭,安全第一,萬無一失,確保成功”的建設方針,組織專家團隊和科研院所開展科技攻關,破解技術難題,推動科技創新。項目先後投入3000多萬元科研經費,完成了30餘項專題論證,申報專利15項,並就5項大課題29項子課題進行科學研究,取得了諸多科研成果,填補了相關領域研究的空白,其中超大型管片襯砌結構原型試驗被列入國家“863”計畫示範課題   。

南京長江隧道左右線隧道均安全順利實現貫通,成型的隧道光滑平整、美觀整潔、不滲不漏,管片拼裝無錯台,管片生產和隧道施工工藝、質量達到世界一流水平,受到國內外專家和業內人士的一致認可和高度評價   。

南京長江隧道工程左線於2009年5月20日10時貫通,右線於2009年8月22日上午貫通。

免費方案

2016年1月1日起,南京長江隧道免費通行。

施工難度

中國工程院院士、著名隧道建設專家錢七虎說,“就隧道施工遇到的困難和風險來說,南京長江隧道堪稱‘水下第一難’。”錢七虎說。南京段江底是長江沖刷段,不同於長江口江底泥沙淤積而成,因而江水更深,水壓更大。南京隧道壓力6.5公斤/平方厘米,相當於指甲蓋承受衝擊電鑽的壓力(滬崇蘇隧道5公斤多/平方厘米)。

南京江底複雜的地質結構,更加大了施工難度。南京隧道要穿越淤泥、粉細沙、礫砂、卵石和風化岩五種地質。南京市發改委副主任程曉蔚打了個比方,南京隧道盾構機既要“喝稀飯”(粉沙和淤泥地質),又要“嗑蠶豆”,擊碎堅硬的卵石和岩石,這可“難為”了要求地質穩定的盾構機刀頭。

建設意義

南京長江隧道建成後,它的通車能力是南京長江大橋的兩倍,將改變長江南京段唯一的橋樑過江方式,大大緩解交通壓力。隧道建設有利於最佳化城市空間結構,提升城市輻射功能,推進兩岸融合互動,也有利於充分利用地下空間,保護南京獨特的人文景觀和生態環境,縮短了江南江北的距離,對於實現南京市政府提出的跨江發展戰略,拉動江北經濟快速發展起到了促進作用。

隨著南京過江隧道的建設,位於江北的浦口區和江南出口的江心洲島將成為最大的收益者   。

它的建設,將改變當前長江單一的橋樑過江交通方式,對於緩解南京市跨江交通壓力、促進沿江大開發具有重大意義。  

所獲榮譽

2013年底,獲得全國建築行業工程質量的最高榮譽——“魯班獎”,成為國內首個獲“魯班獎”的過江隧道工程。  

2015年12月,榮獲國家優質工程獎金質獎。國家優質工程獎是我國工程建設質量方面設立最早、規格最高的國家級榮譽獎勵,已成為工程建設行業的重要標桿和示範。

2016年3月30,第十三屆中國土木工程詹天佑獎揭曉,中鐵十四局集團承建的南京長江隧道等38項精品工程獲獎。由中鐵十四局集團承建的南京長江隧道,因其技術難度大、地質條件複雜、挑戰風險多,而被稱為“萬里長江第一隧”。施工單位成功破解了多項世界級技術難題,形成了十幾項國家專利,創造和刷新了一系列同類水下工程的世界紀錄,填補了國內盾構施工領域的多項技術空白。  

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