【識港網訊】“前海深隧項目‘前海先鋒號’盾構始发。”昨日上午10時許,隨著一聲令下,特制盾構機在地下46米的深處隆隆轉動,前海—南山排水深隧系統工程(簡稱“前海深隧”)開始以每月約120米的速度向前推進。至此,這條國內首創的集旱季污水收集、雨季污染控制、防洪排澇三重功能於一體的綜合型排水深層隧道工程正式進入盾構施工,向“洞通”的目標邁出了堅實一步。未來,在三台特制盾構機的共同作業下,前海深隧項目將在兩年內完成盾構“洞通”。
前海深隧跨南山區和前海深港合作區,是國內第一條集三重功能於一體的綜合型排水深層隧道。項目總投資約24.1億元,定位為“前海水屏障”,是前海水城建設的關鍵組成部分,也是深圳市重大項目、治水提質關鍵性工程。前海深隧兼有防洪排澇和控污截污雙重功能,將流域上遊初(小)雨提升至南山污水廠處理,澇水提升至前灣河水廊道排放,解決雨季前海片區控污、南山片區排澇及渠道水質問題。
據悉,前海深隧工程於2019年5月30日正式開工建設,計劃於2024年底建成試運營。目前,主隧盾構始发井基坑土石方開挖完成100%,在進行盾構機組裝、調試後,於11月12日始发;桂廟渠、鄭寶坑渠、關口渠預處理站及結合井圍護結構完成100%,預處理站基坑土石方開挖完成約50%;進口水泵、閘門設備招標完成,正在進行二次深化設計。
大膽探索 為深隧建設貢獻“前海經驗”
前海深隧是前海控股公司構建前海水屏障、保障前海水安全承擔的一項使命任務,不僅是國內第一條大型綜合排水深隧系統,也是深圳市重大項目,社會關注度高,地質條件及周邊環境覆雜,技術含量高、難度大。
“面對困難和挑戰,前海控股公司會同各參建單位統籌謀劃、科學組織、不斷優化施工方案,有效解決各種難題,確保項目快速推進。” 前海控股公司總經理郭軍表示,施工方中鐵隧道局破解各項施工難題,加快施工進度,為前海深隧首台盾構始发奠定了堅實的基礎。接下來,前海控股公司將在前海管理局的領導下,緊緊聯合參建單位,在市水務局、南山土地整備局、城管局等部門支持指導下,持續加大力度、加快進度,創新工藝、精準施策,把前海深隧打造成為精品工程、亮點工程,為保障前海水安全,為粵港澳大灣區和社會主義先行示範區建設貢獻力量。
郭軍表示,前海深隧工程是前海水環境建設的核心工程之一,工程在高密度建設城區中高質量打造“水城”,將為深圳市探索地下空間綜合利用,解決市政設施建設面臨的土地短缺問題作出探索和貢獻。項目建成後,不僅解決前海水環境安全問題,還將研究攻克超深地下工程的防水、防腐、水土壓力、盾構、連續墻等多項施工技術難點,為全國城市防洪排澇工程系統建設提供可借鑒、可參考、可推廣的“前海經驗”。
三項功能集一隧 設計標準百年一遇
“前海深隧工程是由前海管理局出資建設的深圳市重大項目、治水提質關鍵工程,將構建前海灣外圍水屏障,保障前海‘水安全’,改善‘水生態’,提升‘水景觀’,打造優質營商環境。工程總投資估算約29億元,建設目標為防潮標準200年一遇,防洪標準100年一遇,排澇標準50年一遇。”前海控股有關負責人表示,前海深隧工程集三重功能於一體,同時具備旱季、初(小)雨、調蓄、排澇、超標洪水等多種運行工況。工程服務南山區和前海深港合作區,有效解決雨季前海片區控污、南山片區排澇及渠道水質問題。
“前海深隧項目位於地質條件及周邊環境極為覆雜的填海區,技術含量高、挑戰難度大、設備要求高,需要各參建單位團結一致攻堅克難,根據現場實際情況完善、優化設計,積極提供技術支持。”前海控股有關負責人告訴記者,前海深隧工程在國際上某些先進城市已得到一定程度的應用,但已有案例多為單一功能,或為排洪隧洞,或為合流溢流污染控制隧洞。如香港市區截流蓄洪工程是香港的城市排洪系統,通過建設多條隧道將城市上遊山區的洪水截流,並從城市地下穿越後直接排放到維多利亞灣,有效提高香港市區的防洪能力。為進一步保護維多利亞港的水環境,香港建設污水轉輸隧洞,將原一級處理污水處理廠的污水輸送至昂船洲二級污水處理廠進行生物處理後,再排放到維多利亞灣,項目建成後維多利亞灣水水質得到有效改善。
整合深港技術力量 攻克多項難題
“前海深隧工程是覆合型深隧工程,不僅在國內沒有先例,在國際上也缺乏成熟經驗可供借鑒。”前海控股有關負責人說,深層排水隧洞作為一種有效的大規模雨洪控制措施,是現代城市應對極端天氣變化所造成內澇災害的有效辦法。前海深隧建成後,將為老城區和中心城區在解決排水問題上提供一個新的思路。
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記者了解到,為突破施工難點,完成技術攻堅,在前海管理局的大力支持下,前海控股精心謀劃、統籌推進,整合國內外頂尖技術資源和各方力量,充分借鑒國際知名機電顧問公司在國外覆雜深隧項目中的先進管理經驗和機電設備招標管理經驗,高質高效推進前海深隧工程建設。其中,來自香港的技術力量包括艾奕康有限公司的香港團隊等設計咨詢單位,此外,機電設備顧問團隊科進顧問(亞洲)有限公司(該公司總部位於香港),派出參與深隧機電咨詢的項目團隊共10人,均以香港工程師團隊為主。
地質條件覆雜 施工難度巨大
前海控股基建事業部負責人告訴記者,前海深隧工程主要沿月亮灣大道西側敷設,起點為現狀關口渠,終點為鏟灣渠水廊道。主隧長約3.74公里,內徑6.0米,埋深約45米,為深層隧道。其中,樞紐泵站基坑直徑156米,開挖深度55米,為超大超深基坑。沿途分別收集關口渠、鄭寶坑渠、桂廟渠的初(小)雨水、澇水。工程由主隧、支隧、預處理站及大型樞紐泵站組成。
“前海深隧所處地質條件及周邊環境覆雜程度在國內是罕見的。工程下穿1號線、9號線及11號線三條地鐵線路,與11號線最小凈距不足6米。基坑上部地層由填海形成,土質松軟、易坍塌,雙輪銑須在泥漿護壁下掘進堅硬巖層達20米。”前海控股基建事業部負責人說,工程技術含量高、挑戰難度大、設備要求高,需要各參建單位團結一致攻堅克難,根據現場實際情況完善、優化設計,積極提供技術支持。
定制個性化“盾構機” 為前海深隧工程掘進施工保駕護航
昨日首发的“前海先鋒號”中鐵784號盾構機,是中鐵裝備集團有限公司專門為前海覆雜地形量身定做的盾構機,造價4950萬元。這是一台土壓平衡式盾構機。目前,該盾構機屬於深圳市最高配盾構機,具有刀盤轉速高、超前注漿管配置優化、土倉可視化等獨特優點。
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前海控股公司主要領導牽頭成立深隧工程建設指揮部,公司黨委批覆成立深隧黨支部及參建者黨員先鋒隊、青年志願者服務隊,全方位推進項目建設,確保完成任務目標。
結合工程特點、難點和關鍵點,前海控股聯合中鐵隧道局等施工參建單位,科學統籌工期、合理調配資源、精心組織施工,克服了疫情影響,按時完成主隧盾構始发井基坑土石方開挖和盾構機組裝、調試,為盾構施工創造了積極條件。
圍繞盾構施工,項目組對盾構施工方案進行多次專家評審論證,順利通過盾構始发前條件驗收,同時嚴格落實安全技術交底,安全高效地完成了場地布設、材料進場,盾構機下井、組裝、調試和試運行工作。
為提升盾構施工中的掘進效率,項目組聯合中鐵裝備對盾構機實施了“個性化定制”,在滿足適應地層的前提下,對“前海先鋒號”盾構機進行了優化提升:一是對刀盤轉速、超前注漿管進行合理調整優化;二是增加了土倉可視化、人倉可視化功能;三是增設空壓機運行分析系統、皮帶機稱重系統;四是加裝了現場觸摸屏及掘進參數反饋信息系統;五是在土倉胸板處增設一套物料吊裝門洞,有效確保了盾構施工安全性、可控性。
據前海控股前海深隧工程項目管理人員介紹,盾構始发後,前海深隧工程項目部將通過抓方案、抓過程、抓細節來抓好落實,嚴格控制掘進參數,確保盾構機安全平穩推進。
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樞紐泵站 保障前海“水安全”
“前海深隧系統工程的排澇設計標準為50年一遇。” 前海控股基建事業部負責人表示,城市地下深隧系統的打造如同人身體的動脈血管,有效疏通是城市防洪排澇的唯一出路。
這位負責人說,前海深隧工程涉及多種核心設備,包括大型水泵及配套電機、通風除臭系統設備、閘門等。樞紐泵站作為深隧系統的中樞神經,核心設備水泵的選擇至關重要。由於深隧項目樞紐泵站為超深泵站,水位變幅大,需多泵分段組合運行,泵組流量大、揚程高、功率大(泵組最大單泵流量10.75m3/s,最大揚程46m,最大功率1600kw),安裝、檢修條件極為苛刻,耐腐蝕性及可靠性要求高。
作為全國首個集多功能於一體的覆合型深隧工程,項目無先例可循,超深基坑技術管理、覆雜環境下多功能箱涵改造施工及泥水頂管施工難度極大,主隧、支隧施工風險極高、極大,核心設備選擇至關重要。為保證核心設備質量,確保工程建成後達到設計效果,深隧系統運營管理安全可靠、方便快捷,樞紐泵站水泵、閘門及除臭設備采用國際招標方式進行采購,均選用原裝進口設備。
深隧系統工程預處理站設置在前海環狀水廊道西岸,是前海桂灣片區的城市景觀帶,對臭氣控制的要求非常嚴格。項目通過對不同工況下各構築物的排氣方式進行模擬分析,確定了“一主三站”的臭氣控制系統,保證周邊的大氣環境。
防洪排澇+污染控制 改善“水生態”
記者了解到,前海深隧工程有兩大功能目標:一是防洪排澇,保障城市安全,解決雨季南山片區內澇頻发問題;二是污染控制,保障灣區水質,截流旱季漏排污水及雨季初期雨水污染。
根據設計方案,前海深隧工程由深層主隧、淺層接駁工程和末端樞紐泵站組成。前海深隧的淺層接駁工程包含淺層進水豎井、淺層支隧、預處理站、深層豎井和深層支隧。跌水豎井的選型和設計是深隧工程的重點,結合本項目實際情況采用了兩級跌水,據其位置、跌差不同,選擇了直落式和旋流式兩種豎井。
淺層接駁工程項目沿途分別收集關口渠、鄭寶坑渠、桂廟渠的初(小)雨水、澇水。其中,關口渠進水接駁工程設計流量32m3/s, 關口渠的雨水通過淺層進水豎井接入淺層支隧,穿越規劃平南鐵路及月亮灣大道接入關口渠預處理站,經過沈砂預處理後進入深層進水豎井,接入主隧;鄭寶坑渠進水接駁工程設計流量為65m3/s,通過淺層進水豎井接入淺層支隧,穿越規劃平南鐵路及月亮灣大道接入鄭寶坑渠預處理站,經過沈砂預處理後進入深層進水豎井,接入主隧;桂廟渠的雨水是通過淺層進水豎井接入淺層支隧,穿越規劃平南鐵路及月亮灣大道接入桂廟渠預處理站,經過沈砂預處理後進入深層進水豎井,接入主隧。
根據設計,前海深隧在小雨、澇水、降雨增大等不同情況下,通過不同的模式,保障水生態處於良好狀態。
小雨:經過初雨泵抽排至南山污水廠進行一級處理後排放,采用立式蝸殼泵(幹式安裝)。
澇水:經過排澇泵抽排至就近前灣河水廊道排放,采用立式混流泵。介於初雨與排澇工況之間采用中間泵抽排。
降雨增大:隧洞內水位超過排澇泵啟動水位時進入排澇工況,排澇泵設計總規模為86m3/s。
雨水可利用隧洞容積來調蓄,調蓄後通過泵站轉輸到南山污水廠現有的一級強化處理設施處理後直接排海。
項目區域內污染濃度最高的初小雨經過預處理和水泵提升,通過沿環狀水廊道鋪設的一根專用轉輸管轉輸到南山污水廠,進入到南山污水廠的污水處理流程中,通過生物處理後排放,雨季處理規模為15萬m3/d。
超長連續墻 為盾構施工提供安全保障
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地下連續墻是深隧盾構施工的重要保障。中鐵隧道局前海深隧項目負責人說,主隧結合井地下連續墻存在成槽時槽壁穩定性差、施工過程中極易出現連續墻塌孔、混凝土鼓包、侵限等風險,且地下連續墻垂直度控制難度大,尤其是土巖結合面處容易出現“夾渣”“夾泥”等缺陷。超深地下連續墻成槽質量控制是施工的重難點。
地下連續墻施工過程中,監理單位會同施工單位從泥漿材料選擇、漿液配比、拌制、泥漿性能檢測等環節層層把關,施工單位根據現場地層情況不斷優化漿液配比,並在現場監理人員的見證下每天不定時地對泥漿性能指標進行檢測,保證槽壁在長達19天的銑槽過程中始終保持穩定。
地下連續墻槽壁的垂直度是保證鋼筋籠順利下放的前提條件。經過參建各方多次考察研究,施工單位最終選定了性能最佳的德國寶峨雙輪銑。地下連續墻成槽過程中,施工單位通過優化施工工藝,嚴控成槽施工過程,先後采用了3台不同型號的超聲波探測儀對槽壁垂直度進行了高達26次的檢測對比,最終將槽壁垂直度控制在設計允許偏差範圍內。
中鐵隧道局前海深隧項目負責人說,一般地下連續墻長度不超過30米,而前海深隧這面地下連續墻長達56米,是超長的地下連續墻。“前海深隧地下連續墻的成功構建,為後續大面積施工、標準化操作積累了前海經驗,為主隧盾構始发創造了有利條件。”
原文鏈接:http://sztqb.sznews.com/PC/layout/202011/13/node_A05.html#content_947352
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