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武汉5条穿长江隧道全国领先 地下穿江网已形成
2018-12-29 459
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近年来,随着地铁建设的推进,武汉又兴建了多条地铁越江隧道,2号线、4号线、3号线、6号线、8号线,再到7号线长江公铁隧道,一条条隧道穿长江汉水,连起两江四岸居民。武汉用十年实现了公路和地铁越江隧道的跨越式发展,一张看不见的地下穿江网络已形成。

两江交汇的武汉,很多市民每天都要穿江而行,28日,武汉长江隧道迎来通车十周年,十年里约2亿辆车从这里通过。

近年来,随着地铁建设的推进,武汉又兴建了多条地铁越江隧道,2号线、4号线、3号线、6号线、8号线,再到7号线长江公铁隧道,一条条隧道穿长江汉水,连起两江四岸居民。武汉用十年实现了公路和地铁越江隧道的跨越式发展,一张看不见的地下穿江网络已形成。

从有不适合修地铁的声音,到地铁越江隧道的开通

1981年过江公路隧道的前期研究就已开始,2004年“万里长江第一隧”——武汉长江隧道开工,4年后通车。这揭开了长江隧道的设计大幕。

有了公路长江隧道,武汉地铁人开始研究地铁过江。

铁四院城地院副总工程师孙文昊说,武汉工程地质非常复杂,有些专家认为武汉不适合修建地铁。但通过武汉人的努力,2号线长江隧道(江汉路站—积玉桥站)于2009年开工,2012年底开通,是国内地铁长江第一隧,取得了地铁越江隧道的重大突破。

2号线长江隧道双线长约3.1公里,是单洞单线隧道,要在长江大堤外设置风井,其中武昌风井基坑深度达46米,为当时武汉最深的基坑工程,并且在江底用冰冻法对隧道两洞之间的联络通道及泵房进行施工。

随后的2014年,武汉建成了地铁4号线长江隧道,双线长约3公里,与2号线长江隧道方案基本一致。2015年建成地铁3号线越汉江隧道(王家湾站—宗关站),这是武汉地铁首次下穿汉江的地铁隧道。2016年,6号线汉江隧道(琴台站—武胜路站)建成。

从单洞单线到单洞双线,隧道结构发生重大转变

到了2017年,地铁8号线长江隧道(黄浦路站—徐家棚站)也建成。

8号线越江隧道在长江二桥上游约450米处下穿长江,是武汉第四条下穿长江隧道,全长3186米,外径12.1米,是武汉地铁第一条单洞双线盾构隧道,是武汉市最长、建设难度最大的过江隧道,也是国内已建第一条全长设置双层衬砌的盾构交通隧道和直径最大的地铁隧道。

“由于隧道的隧址处江面较宽,又考虑防洪需要,没有在长江两岸设风井的条件,因此采用单洞双线隧道,利用圆形隧道上部空间设置风道,满足行车事故通风要求,保证行车密度。”孙文昊说,单洞双线隧道也避免了长江大堤附近实施超深风井基坑和江中高水压下施工联络通道的风险。

以往,“双层衬砌”这种结构由于密封性更好,只在输水隧道中运用,在交通隧道中没有使用,8号线越江隧道也开了先河。

经验的不断积累也使隧道建设速度加快,2018年,7号线控制性工程三阳路过长江隧道——即武汉公铁长江隧道建成通车,道路隧道主线长4660米,共设8条匝道,其中,公轨合建盾构段长2590米。该隧道成为世界首例公铁合建超大直径盾构长江隧道。

武汉5条穿长江隧道全国领先,立体过江方式不断完善

目前,武汉正在设计的隧道还有连接东湖和南湖的两湖隧道,预计明年设计完成,二七路长江隧道正在前期研究阶段,预计设计双向6车道。

“隧道设计朝着更大、更长、更深的方向发展,此外通风消防系统的设计也越来越完善。”孙文昊告诉长江日报记者,比如,宽度上隧道断面直径从2洞发展到3洞,长度上广深港高铁狮子洋隧道长达10.08公里,深度上苏通特高压输电隧道埋深达80米。

而从武汉的越江隧道来看,地铁7号线和8号线的隧道建设最复杂,均为单洞双线设计,埋深深,部分在沙石中、部分在基岩里。2号线和4号线的隧道则是小盾构隧道,约在江面下50多米,基本上在砂层中穿行,2号线联络横通道施工还要面对江中高水压、强透水的地层。

“经过多年的发展,隧道应用面不断拓展,在铁路、公路、市政道路、地铁、电力等领域广泛运用,技术也有很大发展,无论是复杂地区和山区的高铁隧道,还是越江过海隧道,设计都可以实现。”孙文昊说,目前全国在建和已建的长江隧道有16条,其中,武汉占据5条,南京有6条,上海有2条。

从无到有,从有到更多,武汉在交通方式上不断地刷新自己的纪录。

从1957年武汉长江大桥建成到现在,武汉江面上已建和在建的有11座长江大桥、11座汉江大桥;从武汉轨道交通1号线开通至今,武汉已开通运行10条地铁;从2008年武汉长江隧道开通至今,武汉已建穿长江和汉江的隧道7条。

十年里,武汉水下、水面和水上的三维立体交通方式不断完善,让武汉三镇联系更紧密,出行选择更多样,一张更加通达便利的交通网络仍在织就中。(记者王谦)

武汉长江隧道迎来开通运营十周年 日均车流量7万,247个监控点,打造“安全第一隧”

12月28日,位于武汉长江大桥和长江二桥之间的“万里长江第一隧”——武汉长江隧道迎来开通运营十周年。时光弹指而过,不知不觉中,这条隧道已陪伴武汉人民度过十年芳华,走过服役年限的十分之一。

把目光回溯到2004年11月,武汉长江隧道破土动工,并在2008年12月28日通车调试运行,成为中国第一条开建、最先贯通的长江公路隧道,开创武汉地下过江历史,实现“隧穿长江”百年梦想。

这是一次技术的突破,这是一次建造的革新,这是一场运营维护的漫长考验。十年里,市城投集团所属的武汉长江隧道建设有限公司(以下称“长江隧道公司”)精心运营管理,将武汉长江隧道筑成了“安全第一隧”。

武汉长江隧道全长3.6公里,东线为武昌至汉口行驶方向,西线为汉口至武昌行驶方向,每线设单向两车道,设有6条进出口匝道。如今,每天约有7万辆车次从这里穿梭往来,隧道构成了连通长江两岸中心区的过江主干道。

回望

十年筹备四年建设改变历史形成“三维”过江格局

今年10月,武汉又开通了一条新的长江公铁隧道,隧道技术不断突破。然而,当年长江第一隧的修建却经历了漫长的酝酿和准备。

早在1988年,铁四院就提出在今长江二桥处建设江底隧道。1993年,为避免修桥对长江航运带来影响,国内隧道专家、设计大师陈应先提出“以隧道方式过江”,产生了强烈反响。

1998年12月,长江隧道项目筹备工作正式启动,2002年,过江隧道(含地铁项目)方案获国家初审通过。2004年11月,工程可行性研究报告获国家批准,并开始动工。

由于武汉地质条件复杂,有粘土、粉土、粉细砂、卵石,还有岩层,上软下硬的地层,是隧道挖掘的“大敌”。

在施工过程中,建设者始终面临五大难题:一是盾构机穿越软硬不均的地质,掘进姿态难以控制,搞不好就走偏了,难以到达指定的位置;二是高水压,隧道从水面到底部深57米,江水压力极大,防止隧道透水是最大难点;三是超浅埋,部分地段盾构机离地面只有5至6米,需不“惊动”地面建筑,穿越长江大堤等,难度极大;四是强透水,隧道两岸大部分为粉细砂地层,一旦透水,后果不堪设想;五是长距离掘进,由于地质变化大,盾构机要尽可能一次穿越2500多米。

开挖武汉长江隧道的每一个施工阶段,几乎都伴随着世界级技术难题的攻关。

通过运用各种先进技术,解决一系列意外状况,历时4年多,2008年4月19日,武汉长江隧道双线成功贯通,同年12月28日,隧道正式通车。

从“万里长江第一桥”到“万里长江第一隧”,时隔半个多世纪,武汉长江过江交通迎来“江上架桥、江面行船、江底通隧”的“三维”时代。隧道的建成,极大缓解了长江大桥、长江二桥交通紧张的压力,有效改善武汉中心城区的道路交通状况。

为了更好地进行武汉长江隧道的投资、建设和运营,经武汉市政府批准,2005年9月30日,武汉市城市建设投资开发集团有限公司与武汉三镇实业控股股份有限公司,共同出资组建成立了武汉长江隧道建设有限公司,公司下设综合管理部、安全技术部、运行管理部、维修管理部、计划财务部、保卫工作部六个部门,确保武汉长江隧道运行安全。

目前,长江隧道营运管理体系已基本建立,为确保日常的规范管理,长江隧道公司先后制定了《武汉长江隧道养护技术规程》《武汉长江隧道设施设备养护维修方案》《武汉长江隧道事故应急预案》等一系列运营管理制度,定期组织应急预案演练,使隧道的管理日趋科学化、系统化、精细化和标准化。

技术

隧道22个断面进行实时结构监测投入近千万升级视频监控

除了对隧道日常交通的监测,隧道本身的结构安全监测同样是重中之重。

“尤其武汉长江隧道地层还具有软硬不均、长距离、纵向荷载差异大的特点,具有高水压、强透水、地面环境复杂等难点,管片衬砌的长期稳定性成为安全运行管理的重点。” 长江隧道公司安技部负责人黄煜诚说。

为此,长江隧道公司自2013年起,就联合中国科学院武汉岩土力学研究所共同建立了武汉长江隧道结构健康监测系统。通过现场自动化监测、反馈分析、预警等手段,实时掌握隧道结构的安全状态。

该系统相当于一个平台,可建立数字化、信息化档案,对运营期间的隧道盾构段作全程监测,掌握隧道的结构状态及其演化趋势,对各类异常状况及时诊断,为工程的维护、保养、安全决策提供依据。从而降低隧道的运营养护成本,最大限度延长使用年限。

武汉长江隧道结构健康监测系统至今已累计投入约400万元,目前已累积设置了22个实时监测断面,主要在埋深显著变化段、水压最大段、江中覆土最浅段、近接施工影响段等位置进行了断面布设。

长江隧道运营主体结构健康监测系统主要由三部分组成:采集系统、传输系统和管理系统。采集系统通过各类传感器感应到监测点上物理量的变化,再由采集设备将该数据读取、存储并传输出去。传输系统连接采集设备和服务器,将采集的数据传输至服务器;管理系统负责所有监测数据的管理分析,下载与读取数据,建立数据库,分析历史数据及实时数据,对异常数据进行预警。

通过运用武汉长江隧道结构健康监测系统,实现了对隧道结构病害的实时预警和健康的自动化评估,为隧道的安全运行与日常管理提供了科学保证。

除此之外,公司还投入了900余万元对隧道原有的视频监控进行升级改造。武汉长江隧道原有的视频监控系统建成于2008年,采用当时主流的模拟视频技术,相比目前广泛应用的高清数字视频技术,存在图像分辨率低、清晰度差、易受到噪声干扰、采集速度慢等缺点,已无法很好地满足隧道运营指挥的需要。

2014年8月,武汉长江隧道视频监控系统升级改造工程开始,在全线每隔75米设置一处监控点,新设约200台高清枪机、16台高清球机以及无源光网络设备及光缆等。

改造后的视频监控,可对整个隧道段(含匝道)、隧道出入口和道路交叉口等处的交通运行状况以及重要设备的工作状况和环境进行实行监视。视频可存储90天,具有自动切换、循环和定点显示、远距离遥控云台摄像机等功能,提高了隧道的治安反恐应急能力。

运行

事故5分钟清障率国内领先十年里无一起安全生产事故

在长江隧道公司的中心控制室,有一个巨大的电子屏幕,上面实时显现着隧道内部重要点位的运行情况。长江隧道一共有247个摄像监控点,其中隧道车道层有150个,每75米就安装了一个。

在大屏幕前方的一排电脑上,监控员紧紧盯着这些密密麻麻的画面,观看着隧道内设备设施及交通情况,甄别预警信息,一旦发现异常情况,马上联系相关部门和人员进行处理。

“当有突发事件发生,运行部就成为应急指挥调度中心,中控室发出通知后,所有联勤联动部门接收相关信息,按照应急救援预案各司其职处理突发事件。” 长江隧道公司运行部负责人杨玲说,部门24小时有人值守,隧道内张贴有应急救援电话,任何时候隧道内出现事故,人们皆可拨打电话求助。

在日常,运行部最重要的职责就是交通监控,监视是否有违规车辆进入、是否有追尾、抛锚等交通事故、设备设施是否运行正常等,一旦有异常会第一时间干预和处理。此外,工作人员还会对隧道周边保护区情况进行巡查。按规定,隧道周边50米内严禁打桩、施工、拆迁等行为,隧道顶部每平方不能超过2吨重物。

“隧道里遇到最多的事故就是抛锚追尾,最多的时候一天会发生十几起。”杨玲说,ETC取消后,长江公铁隧道没开通前,长江隧道车流量明显增多,事故率有所上升。

据统计,2018年1月到10月,武汉长江隧道车流量日均在7万辆左右,事故量一共2192起,日均7起左右。这些事故包括翻车、追尾、抛锚、违禁闯入等多方面。从事故处置效率来看,对标国内大型水底隧道的管理,武汉的事故处置到达率、及时率和成功率都非常高。

杨玲举例,假如追尾事故发生,交通监控员一般会在1分钟内发现,确认车辆是否能开走,同时播放广播、通知交警。广播提示请事故车辆及时离开隧道,到隧道两端交通事故处理点处理;如果车辆无法行驶,工作人员就会安排牵引车进入隧道实施救援,将事故车辆拖到隧道口,再交由交警处置。

“这个过程一般情况下10分钟内可完成,车流量高峰时约需15分钟。这是我们多年来与交警、治安民警密切合作的结果。通过对隧道交通情况不断分析研究,对规律摸索总结,优化各种处置方案,将过去约30分钟的处置时间缩短到现在的约15分钟,提高了隧道交通畅通率。”杨玲说,根据国内水下长大隧道运营管理对标指标10月份的统计,武汉长江隧道15分钟到达率为97.8%,而从5分钟清障率来看,武汉长江隧道为最高,达到98.5%。

每日5时至次日1时为长江隧道通行时间,在封闭的4小时时间内要进行设备设施的抢修和维修。按当初设计,20小时的最高通行能力为5.2万辆,但现在实际车流量已达到7.1万辆。可以说,武汉长江隧道是满负荷运行。但迄今为止,长江隧道无一起安全生产事故,未造成人员伤亡,是名副其实的“安全第一隧”。

安保

隧道24小时巡视巡查联勤联动机制有力保障隧道安全

作为连接汉口、武昌中心城区的重要交通枢纽,武汉长江隧道也是我市省级反恐防范重点目标。近三年以来,隧道共发生车辆自燃、冲撞封道器、限高架等突发性事件10余起。

长江隧道公司坚持“万无一失”的标准和“一失万无”的危机意识,将反恐防范置于安全保卫工作首要位置,确保隧道运行安全。

“我们将反恐怖工作与安全运行管理同部署、同落实、同考核,建立公司、部门、班组、责任人四级反恐责任网络,做到涉恐隐患整改有人督办和落实。” 长江隧道公司安保部工作人员肖俊说,通过人防、物防和技防三方面不断提高安保能力。

公司建立了隧道24小时视频巡视、路面巡查、道口值守的三道防线,第一时间发现隐患苗头及时处置。对进入隧道的工作人员开展背景审查,对安保人员、外来施工人员逐一建档,实行动态管理。加强外来施工人员管理,要求统一持证,统一着装方可进入。对隧道封闭期间进出隧道开展维护的人员和车辆实行严格的登记制度,严禁无关车辆、人员进入。

近几年,长江隧道公司还相继完善了安防设施,增设电子围栏1200余米,安装“一键报警”设备并完成视频监控系统与公安机关对接。为改造无线通信系统,公司申请专项资金200余万元,实现隧道内警用无线通信无缝覆盖;隧道重点部位物防设施设置率100%,并投入资金用于封道器、应急救援车辆、手持电台及各类应急救援设备的购置和维护。

在市反恐办的组织和指导下,我市成立了武汉长江隧道反恐防范应急联勤联动办公室,武昌、江岸分局,特警、交管、消防部门共11支力量参与联勤联动,公司配合建立信息互通、巡控联勤、处突联动等机制。

在长江隧道公司中控室内,设有联勤联动指挥席,可接入无线电台及长江隧道周边道路视频,为应急处突工作提供有力保障。今年,公司配合联勤联动办公室进行反恐拉练29次,参加人数200人次。

此外,公司定期向公安机关汇报隧道反恐安保工作情况,武昌分局积玉桥所驻长江隧道警务室在驻巡工作中,劝阻行人、非机动车进入隧道,处置隧道治安事件,加强对隧道保护区及管理楼周边巡逻,定期指导公司开展安全培训、人员背景排查,风险隐患摸排等工作,实现警企共建保平安。

2018年,长江隧道公司被武汉市社会治安综合治理委员会授予首批“三星级平安单位”。

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