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我院承担的我国首个江底地层盾构对接冻结科技咨询工程取得突破

编辑:土木高级账号    发布时间:2025-08-25 12:40    浏览次数:

江阴-靖江长江隧道全长6414米,盾构段4952米,管片外径15.5米,被誉为当时“中国内地最大直径的盾构隧道”该隧道按双向六车道高速公路标准建设,设计行车速度80千米/小时,采用盾构隧道穿越长江江底。设计承受最大水压1.2兆帕,是国内直径最大、在建承受水压最高的超大直径隧道

盾构机在穿越长江江底时需承受82米高的水头,是当时国内断面最大、水压最高的水下盾构隧道。此外,盾构机还面临粉质粘土及粉细砂层(属于高水压强渗透地层)的挑战,这无疑增加了隧道施工难度和风险。

当盾构机从靖江段开始,掘进至江底中心附近位置时,盾构主轴突然失效停机,致使工程进展遇到极大挑战。据探查,被困地层主要为粉细砂层,属于高水压强渗透地层潜在风险巨大。如果两台盾构对接地层与长江江底贯通,江水将直接淹没盾构设备而造成特大事故。

2023年8月17日,由中国工程院院士等9位专家组成的专家组通过《江底盾构对接冻结加固方案》,一致同意采用非对称式冻结方案进行对接段冻结加固施工。由我院陈湘生院士牵头承担了《江阴-靖江长江隧道左线盾构失效处置冷冻设计监测咨询》。并提出“先注浆、再冻结”,利用冻结管代替钻杆,达到钻孔、注浆与冻结“一杆多用”的创新方案。不仅避免了注浆管反复插、拔引起的地层扰动,还大大降低了地层冻结过程中的冻胀量,为本项目成功实施奠定了扎实的理论基础和技术支撑。

2025年7月21日,江阴-靖江长江隧道两台盾构在长江江底地层成功贯通。所监测到的最大冻胀量分别为:先行盾构13.3毫米、后行盾构14.81毫米,远小于早期预估值100毫米。融沉阶段已达34天,目前最大融沉量仅为4.52毫米,大大低于预警值。上述结果表明我院提出的技术措施针对性强且非常有效。高水压强渗透地层盾构地中对接冻结加固技术在世界上首次获得成功,对地下工程界具有里程碑式的重大意义。这也充分体现了我院直面该项江底地层两台盾构对接重大工程风险挑战,与所有参建单位同事敢于承担重大工程风险的担当精神和科技工作者家国情怀的奉献精神;更是我院以陈湘生院士为代表的科技工作者把论文写在祖国大地上的真实写照。

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