2014年9月2日,隨著2號頂管隧道的貫通,由中國中鐵股份公司總承包的世界最大斷面矩形盾構頂管隧道——鄭州紅專路下穿中州大道隧道4條頂管隧道全部貫通,后續還將進行洞內照明裝修等施工任務。超大斷面矩形盾構頂管隧道技術的成功運用,將促進我國矩形盾構頂管施工技術在多領域的推廣應用。
矩形盾構頂管技術具有減少施工擾動、避免大量拆遷、不影響正常交通等優點,可充分利用城市空間、緩解交通壓力,廣泛應用于城市人行、車行地道、地下管線共同管溝等領域。
中州大道是鄭州市中心城區快速路系統的縱軸線,是連接城市南北出入口的一條重要快速通道,總寬100 m,全封閉式雙向14車道,若將橫向道路隔斷,對新老城區溝通將造成較大影響。中鐵隧道股份公司具體施工的鄭州市下穿中州大道隧道工程1標主要為紅專路下穿中州大道隧道工程,分為敞口段、明挖暗埋段和頂管段,頂管段采用土壓平衡式矩形盾構頂管法進行施工,包括2條大頂管隧道和2條小頂管隧道,大頂管機斷面為10.12 m×7.27 m,是目前世界最大斷面的矩形盾構頂管機。該工程施工難度大,具有斷面超大、覆土淺、隧道間距小、距離管線近、推進距離長等特點。
盾構姿態控制、路面沉降控制是工程的重難點,與圓形盾構相比,矩形盾構可有效利用空間20%以上,但施工姿態控制、路面沉降控制更難。通過渣土改良技術、觸變泥漿配合比科學配置,保證了隧道結構穩定和施工的順利實施,僅觸變泥漿配合比就反復試驗了200多次,最終成功研制出破解技術難題的“秘方”。
有許多先進頂管技術得到了首次采用,例如:采用三道止水技術,與普通頂管止水僅采用一道相比,大大提高了隧道的防滲水能力;采用止退抗剪銷技術,保證了管節不錯臺,讓隧道整體結構更牢固和耐用,一些技術正在申報國家專利。施工過程中最大沉降量28 mm,無地表隆起,均在設計規范和允許范圍內。
下穿中州大道隧道工程建設引起了國內外行業的關注,來自新加坡、以色列、阿聯酋等國家市政公司領導,北京、上海、廣州、廈門、西安、武漢、南寧、南昌有關城市市政公司領導均前來現場參觀學習,對矩形盾構安全、高效施工、充分利用空間、緩解交通壓力的特點表示出巨大興趣。