武汉地铁专家组专家。从事土木工程专业。参加2001年国家863重大专项评审,上海地铁四号线特大事故调查和处理方案评审,南水北调中线穿黄工程技术咨询、设计评审,2010年湖北省科技奖复评,多次参加中铁总公司正高级技术职称评审。多次参加厦门市科技成果鉴定评审和重大工程方案论证。在盾构法隧道、水下隧道、城市下穿建筑物大型隧道和长大山岭隧道等方面先后主持或参加了多项重大科技攻关课题,获得2项国家科技进步奖,获得13项省市科技进步奖。编制了我国第一部盾构法隧道施工及验收规范。在国内国际学术会议及学术刊物物发表学术论文20余篇,获全国隧道年会、全国铁道学会优秀论文各一篇。主编集团学术论文集和工法专辑7部。
万里长江第一隧:武汉长江隧道攻克世界级难题
——访武汉长江隧道中铁隧道集团联合体指挥长万姜林
万里长江第一隧——武汉长江隧道通车试运营。这是长江上第一个实现通车的江底隧道。
隧道全长3630米,双洞双向四车道,北接汉口大智路,南通武昌友谊大道。
武汉长江隧道中铁隧道集团联合体指挥长万姜林称,隧道如果精心保养,可以运营100年。
万姜林及中铁隧道集团相关人员,向记者讲述了一些不为人知的故事。
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”。“在武汉这种地质条件,搞大断面施工,在世界上都算是难题,但难题还是被我们攻克了。”万姜林说,武汉长江隧道是长江上施工难度最大的一条过江隧道,施工中始终面临五大难题。
一是姿态控制,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,江水的压力极大,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,要不“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。
万姜林介绍,几乎每一个施工阶段,都与世界级的技术难题相伴。“克敌制胜”是靠强大的技术支持和信息化管理。比如隧道采用激光自动导向系统,配合人工测量,保持盾构机一丝一毫不偏向。
盾构机在地底下挖掘,容易引发土壤沉降,造成建筑坍塌。施工者采用“气垫式泥水平衡技术”,使盾构机掘进时波动很小,水土沉降控制在3厘米以内。这是一项非常了不起的技术。
2007年5月,被列入“863”计划的“高抗渗长寿命大管径隧道管片材料结构设计与工程应用”课题,通过国家科技部验收。这种隧道管片,是专门为武汉长江隧道而研制的,可使用100年,从而确保了长江隧道的寿命。
中国工程院院士王梦恕说,武汉长江隧道在科研技术及信息化施工方面,有众多革新,标志着我国穿越江河湖海隧道技术接近世界先进水平,为目前正在规划或筹建的其他穿江隧道,起到非常有价值的示范作用。
武汉长江隧道是长江上第一个立项,第一个审批,第一个开工的隧道,也将是第一个建成通车的隧道。南京隧道去年才动工,上海隧道预计明年通车。
武汉长江隧道工程的技术难度更是第一。与上海、南京长江隧道相比,武汉地质情况最复杂,砂石多,水压最高,地面建筑多,技术难度最大。
但从2004年11月动工至今,武汉长江隧道运用各种先进技术,解决了一系列意外状况,没发生过一起安全事故,可按预定工期完成。
武汉长江隧道在施工中,也出现过几次紧张时刻。
首次遇险是在江南竖井开工时,由于地下水多,压力大,深21.5米的市政基坑武汉以前没有过。基坑挖到底部时,突然出现管涌,由于及时采取应急措施,险情很快排除。
最惊心动魄的一次遇险,是在长江江底。当时,盾构机要拐弯,没想到隧道壁上的管片,有一角出现裂缝,水和土极容易渗透进来,导致重大风险。幸亏之前有预案,2个小时紧张抢险后,险情被排除。
最后怕的一次险情,是当盾构机在江底掘进时,居然碰到了炸弹,是日本侵略时丢到江底的。当时,施工人员只是感觉到盾构机碰到了异物,但并没有发现炸弹,直到盾构机在汉口出洞后,人们清理盾构机前面的杂物,才发现一枚50厘米长的炸弹。
最紧张的一次险情,是今年1月盾构机到汉口后,准备破洞贯通,这个时候极容易出危险。这时,弄不好会出现塌陷,造成周围建筑物垮塌,甚至把盾构机埋进去。施工单位对洞口进行加固处理,确保盾构机安全“爬”出洞。
最让人担心的一次是“高压进舱”。盾构机在江底掘进时,周围的压力很大,而工程潜水员必须进入盾构机前面的重压机舱里了解情况,这就是“高压进舱”。潜水员一般能承受3公斤的压力,而此时需要承受4.5公斤压力。为解决这一问题,施工方请了海军工程大学的专家来培训,采用了新技术。当技术人员第一次进去时,大家都捏了一把汗,出来时,大家才松了一口气。
盾构机穿越江南的武九铁路时,施工人员绷紧了神经,24小时巡视,火车随时都可能经过,最后没有出现任何异常。
位处汉口的116年鲁兹故居,是湖北省重点文物保护单位,离江北的竖井南侧仅20米,保护难度极大。
鲁兹故居是一栋西式两层砖木结构楼房,盾构机从它下面经过时,距离上面房屋只有6米,该处地质条件差,容易下陷。
施工方控制掘进参数,科学防护监测,盾构机经过后,房屋下陷不超过1厘米,建筑完好无损。
武汉长江隧道大事记
1999年1月11日,武汉市市长办公会正式决策开展项目前期工作,在市计委设市地铁前期工作办公室。
2001年4月4日,国家计委委托中国国际工程咨询公司,对武汉长江隧道进行评审。
2002年3月12日,国家计委报请国务院审批。次日,国务院正式批准立项。
2004年11月,工程可行性研究报告获国家批准。当月28日,武汉过江隧道动工。
2006年9月29日,“长江一号”盾构机从江南向江北掘进。
2007年10月,“长江一号”盾构机穿过江心。
2008年1月,“长江一号”盾构机掘到汉口长江大堤,向汉口城区掘进。
2008年4月,“长江二号”盾构机也从武昌到达汉口,武汉长江隧道双线贯通。