超长隧道如何施工(超长隧道定义)
今天上午，全国在建工程单次掘进距离最长的小直径泥水平衡盾构始发！这标志着上海市天然气主干管网崇明岛-长兴岛-浦东新区五号沟LNG站管道工程隧道A线项目的全面建设正式开启。本工程由上海燃气投资建设，上海建工机施集团总承包。
上海建工机施集团项目负责人孙林说：“本次掘进的主力是我们团队特制的‘长瀛号’盾构，它将挖出一条内部直径仅3.4米，却长达8.3公里的超长隧道。这是长兴岛与崇明岛之间长江北港水域的第一条江底隧道，实现了真正意义上的跨越长江。”
▲盾构始发现场图
隧道A线段掘进既要穿越土层，又要行经水域。线路起始于长兴岛北工作井，将穿越长兴岛北子江堤、长江北港水域、崇明岛主江堤后，上行接入崇明岛工作井。长兴岛工作井深23米，崇明岛工作井深度更达28米，且所处区域为回填地块，地质不佳，要完成这两处深基坑建设难度不小。
▲红线为“长瀛号”掘进路线图
▼长兴岛始发井三维模型
▲崇明岛接收井三维模型
难点一：盾构直径小，掘进距离长
隧道贯通后，将首次实现把上海天然气主干管网气源引入崇明岛，上海天然气管网公司项目负责人顾金华说。那么4.1米的小直径泥水平衡盾构如何“一口气”完成8.3公里的隧道？
孙林说：“一般来讲，常规泥水平衡盾构直径都是10米以上。而且盾构施工一次性掘进6公里是极限距离了，但是这个工程要求我们一次性完成8.3公里的掘进任务。地铁类的工程除了两端工作井外，中间还有工作井，可将盾构机暂停进行内外维修，但受施工条件限制我们无法如此。”
▲全息投影下的“长瀛号”
“所以，为了确保这次的小直径盾构机正常工作，‘长瀛号’的许多部件都是定制加工的，超过了普通盾构的使用寿命。比如，刀头部分就有三层先行刀，第一层磨损了，可以马上切换到第二层使用，无需出井就可接力。而且经过测试，这台盾构理论上能完成的一次性掘进长度达10公里。”
▲定制的三层刀头部件
团队通过优化设计刀盘切削系统，增加了“长瀛号”盾构机刀盘耐磨性能和刀具合金部分高度；在盾尾每两道密封钢丝刷之间，设置有6个油脂注入点，并加注了优质的盾尾油脂；定制的盾构机中心驱动系统，具有高温报警、连锁及相应的安全保护措施，并设置了1个温度传感器。
难点二：破土掘进，逆水前行
工地君：
“普通盾构施工都只穿越土层，而此次施工还需经过水域，是否本项目难度更大？”
▲盾构江底掘进路线示意图
孙林说：“盾构在水下推进比陆地上要复杂很多，在推进过程中与水面的距离在32到36米之间，在最高了位时更是达到了42米。需穿越微承压水层、承压水层，高压地下水的施工环境，对盾构耐磨损、耐高压和寿命等方面提出了极高的要求。”
“与土压平衡盾构不同，泥水平衡盾构对土体保护更好，可监测精度更高。长距离越江隧道，比如翔殷路隧道、新建路隧道、打浦路隧道，都是用泥水平衡盾构施工的。它能够在推进前期形成一个泥膜，对土体形成支撑作用，适用于长距离掘进施工，但泥膜的支撑对细节把控要非常严密。在掘进过程中，盾构直径越小，它自身对抗外部环境的能力越差，这次的小直径盾构机将要一次性完成8.3公里的掘进的任务，给施工带来了严峻的挑战。就好比同样跑100米，小朋友和成年人感到的难易程度是不同的。”
难点三：多处沼气层异常带，高标配置安全“护航”
工地君：
“如今施工安全备受重视，‘长瀛号’在穿越多处较为危险的沼气地带时，有无应急保障措施？”
▲沼气层异常带分布图
孙林说：“虽然我们之前预探过长江底下地质环境，但这里从未建过隧道，如果遇到沼气，我们这台小直径盾构也要有较高应急反应能力，去应对危险。所以，我们在盾构机机头、泥水输送管、水泵等处安装了多个固定式的沼气监测装置，包括在电机车运输时，我们还配备了手持式沼气监测装置。并且，我们特别定制了专用送风机，它的送风速度可达0.97米/秒，远大于0.5米/秒的标准。”
“根据沼气不同浓度，我们制定了一系列专项方案，并组织开展了多场应急演练。我们也做好了应对最危急的情况准备——施工人员可通过盾构机后方的避难舱逃生，这里面储存了大量氧气罐、食物、水、矿灯等生存必需品。”
将惠及哪些区域
▲崇明岛-长兴岛-浦东新区五号沟LNG站总体工程路线图
崇明岛-长兴岛-浦东新区五号沟LNG站管道总长24.5公里，其中隧道段全长15.2公里。崇明岛-长兴岛-浦东隧道A线的建设既是崇明岛和长兴岛建设现代化生态区的重要保障，同时也满足了长兴岛造船基地和居民、浦东新区大用户用气需求，缓解了浦东新区北部局部供气压力较低的问题。同时实现了向崇明燃机电厂的双气源供气，确保了其安全运行和崇明经济的稳步发展，为崇明燃机电厂的二期发展提供了气源保障。
此前，长兴岛无管道天然气可用。无论是液化天然气还是液化石油气，都只能通过船舶、槽罐车运到岛上，再经过气化输入岛内管网。这样一来，不但成本高，而且供气不稳定，存在安全隐患。
目前，上海市天然气主干管网一期、二期工程已建成投运，上海天然气保障“一张网”正日益坚强。崇明岛-长兴岛-浦东新区五号沟LNG站管道工程不但使崇明岛上的燃气需求再增一道“保险”，也解决了长兴岛供应管道天然气的民生问题，还将成为连接江苏省LNG接收站和上海LNG接收站的重要通道，为上海天然气主干管网形成完整环状、实现长三角区域主干管网“互连互通”，保障长三角地区天然气安全供应奠定基础。
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