一、建設背景與意義
甬舟鐵路金塘海底隧道的建設背景
甬舟鐵路金塘海底隧道是世界在建最長的海底高鐵隧道,全長16.18千米,其中海中段11.2千米,最大埋深85米,直徑14米。隧道位于浙江省甬舟鐵路全線控制性工程中,西起寧波市北侖區(qū)青峙化工碼頭西側,東至舟山市金塘島木岙區(qū)間水域。項目總投資270億元,預計2028年底建成通車。
國內外海底隧道建設技術對比
項目 | 甬舟鐵路金塘海底隧道 | 日本青函隧道 | 英國英法海底隧道 |
---|---|---|---|
長度(km) | 16.18 | 53.85 | 50.5 |
直徑(m) | 14 | 11.4 | 7.6 |
最大埋深(m) | 85 | 240 | 75 |
建設技術 | 盾構法 | 鉆爆法+盾構法 | 鉆爆法 |
施工難度 | 極高(復雜地質、高水壓) | 高(寒冷氣候、地質斷層) | 高(復雜地質、深海) |
相較于日本青函隧道和英國英法海底隧道,甬舟鐵路金塘海底隧道在長度、直徑、最大埋深及建設技術方面均展現(xiàn)出獨特挑戰(zhàn)。甬舟鐵路金塘海底隧道采用盾構法施工,面對復雜地質條件和高水壓環(huán)境,施工難度極高。
二、建設進展與技術創(chuàng)新
盾構機“甬舟號”與“定海號”的應用
甬舟鐵路金塘海底隧道的建設得益于兩臺超大直徑盾構機——“甬舟號”與“定海號”的應用。這兩臺盾構機分別由中鐵十四局集團和鐵建重工集團聯(lián)合研發(fā),具備世界一流水平。
- “甬舟號”:全長135米,總重量4350噸,配備特制刀具308把,刀盤開挖直徑14.57米。2024年2月26日在湖南長沙下線,4月18日組裝完成,5月16日正式進入盾構施工階段。截至2025年5月29日,“甬舟號”已成功穿越海堤,進入海域段掘進施工。
- “定海號”:同樣具備超大直徑和強大掘進能力,于2024年1月10日在湖南長沙下線,并順利應用于甬舟鐵路金塘海底隧道的舟山端建設。
技術創(chuàng)新點
- 雙層殼體設計:盾構機采用雙層殼體結構,提高掘進過程中的穩(wěn)定性和安全性。
- 超前地質預報與注漿加固:配備超前地質預報系統(tǒng)和超前注漿加固設備,確保掘進過程中地質條件的穩(wěn)定和施工安全。
- 高精度導向系統(tǒng):應用目前控制精度最高、技術最先進的導向系統(tǒng),實現(xiàn)掘進過程中的精準控制。
三、施工挑戰(zhàn)與應對措施
地質條件復雜
甬舟鐵路金塘海底隧道穿越多處復雜地層,包括全斷面英安巖地層等。這些地層硬度高、磨蝕性強,對盾構機的刀具和掘進效率提出極高要求。 應對措施:
- 采用特制刀具和耐磨材料,提高刀具的使用壽命和掘進效率。
- 實時監(jiān)測刀具磨損情況,及時更換和維修刀具。
高水壓環(huán)境
隧道最大水壓約0.85MPa,是世界上承受水壓最高的海底高鐵隧道之一。高水壓環(huán)境對盾構機的密封性能和掘進過程中的穩(wěn)定性構成挑戰(zhàn)。 應對措施:
- 加強盾構機的密封性能,確保掘進過程中的防水性能。
- 實時監(jiān)測水壓變化,調整掘進參數(shù),確保施工安全。
盾構機相向掘進與精準對接
甬舟鐵路金塘海底隧道采用兩臺盾構機相向掘進的方式,最終在海底實現(xiàn)精準對接。這一施工方式需要極高的技術水平和精準的控制能力。 應對措施:
- 應用高精度導向系統(tǒng)和遠程監(jiān)控技術,實現(xiàn)掘進過程中的精準控制。
- 加強施工過程中的協(xié)調與溝通,確保兩臺盾構機的掘進進度和對接精度。
四、優(yōu)缺點分析與適用場景
優(yōu)點
- 高效掘進:盾構機具備強大的掘進能力,能夠快速穿越復雜地層和高水壓環(huán)境。
- 施工安全:采用先進的施工技術和設備,確保掘進過程中的穩(wěn)定性和安全性。
- 環(huán)境影響小:相較于傳統(tǒng)鉆爆法施工,盾構法施工對周圍環(huán)境的影響較小。
缺點
- 成本高昂:盾構機的研發(fā)、制造和運輸成本較高,導致整體建設成本增加。
- 技術難度大:盾構法施工需要高水平的技術支持和精準的控制能力。
適用場景
甬舟鐵路金塘海底隧道的建設經驗和技術成果適用于其他類似復雜地質條件和高水壓環(huán)境下的海底隧道建設。同時,該技術還可推廣應用于城市地鐵、公路隧道等領域,為城市交通建設提供有力支持。
五、未來展望與智能判斷
未來展望
隨著甬舟鐵路金塘海底隧道的建設不斷推進,中國海底隧道建設技術將繼續(xù)取得新突破。未來,中國將進一步完善海底隧道建設技術體系,提高施工效率和質量,為城市交通建設和區(qū)域經濟發(fā)展提供有力保障。
智能判斷
在甬舟鐵路金塘海底隧道的建設過程中,智能化技術的應用已成為重要趨勢。通過引入遠程監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析等技術手段,實現(xiàn)了掘進過程的實時監(jiān)測和精準控制。未來,隨著人工智能、大數(shù)據(jù)等技術的不斷發(fā)展,智能化技術將在海底隧道建設中發(fā)揮更加重要的作用。 Q&A Q1:甬舟鐵路金塘海底隧道的建設對舟山的發(fā)展有何影響? A1:甬舟鐵路金塘海底隧道的建設將結束舟山群島不通火車的歷史,形成大陸與舟山島間最為便捷的客運通道。這將極大促進舟山與周邊地區(qū)的經濟交流和人員往來,為舟山的發(fā)展注入新的活力。 Q2:甬舟鐵路金塘海底隧道的掘進過程中遇到了哪些主要挑戰(zhàn)? A2:甬舟鐵路金塘海底隧道的掘進過程中主要遇到了復雜地質條件、高水壓環(huán)境和盾構機相向掘進與精準對接等挑戰(zhàn)。通過采用先進的施工技術和設備、加強實時監(jiān)測和調整掘進參數(shù)等措施,成功克服了這些挑戰(zhàn)。
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