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英国泰晤士河下游通道拟采用两台超大直径盾构施工

来源:TunnelTalk

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发布时间:2021-03-10

【  特大??  】

  

         据2020年11月11日消息称,泰晤士河下游通道的设计—建造合同招标已经开始。外径16.4米、长4.3公里的泰晤士河下游双洞隧道将是英国最长的公路隧道。项目建成后,伦敦以东跨越泰晤士河的通行能力将提升一倍。该项目包括三个穿河隧道工程包和南北向公路修建工作。三个穿河隧道工程包估计投资20亿英镑(合人民币约174.7亿元)。项目总成本约为64亿至82亿英镑(合人民币约556亿至712.3亿元)。


        项目业主英格兰公路管理局(Highways England)于2016年开始对项目路线进行初步咨询。英国交通部于2017年4月选定了该项目的首选方案。2018年10月至2020年8月期间,该项目进行了法定的补充和设计优化咨询。2020年10月,项目向英国规划监察局提交了正式规划申请,即开发许可令(DCO),该局目前正在评审该文件,随后将给予批准。DCO和最终方案预计在2022年初发布。


        由丹麦COWI工程咨询狼窝网站更新升级通知、美国CH2M工程狼窝网站更新升级通知(现为Jacobs狼窝网站更新升级通知的子狼窝网站更新升级通知)和荷兰Arcadis咨询设计狼窝网站更新升级通知组成的联营体向英国公路管理局提供泰晤士河下游通道隧道的开发和施工阶段的技术支持。该联营体于2016年获得该技术支持合同,合同内容包括详细的环境调查、交通模型、经济分析、首选路线的规划和设计、全环境影响评估、咨询和DCO申请的准备工作。


        采用设计—建造合同的形式,目的是在采购过程中将所有可预见的交付风险纳入到目标预算内。泰晤士下游通道项目隧道系统总监Bowers说:“这样做的目的是建立一个能够让各方共同努力,而非相互争斗的环境。”


        Bowers补充道:“这是一个具有全球意义的项目,我们非常欢迎潜在的投标人将他们的经验运用到这个项目当中。我们对于我们提出的基本要求还是很有自信的,但是我也相信就最终怎样取得最好的结果,各方也会有进一步的讨论。”


        地质勘探


        在提交DCO之前,就已经开展了大量的地质勘探工作。勘探工作由岩土工程勘察承包商Perfect Circle于2017年开始进行。除了开展广泛的地球物理学调查之外,还包括二战轰炸后遗留的未爆炸弹调查、超高分辨率地震研究、测深和Tromino调查,以及对燧石的激光扫描、泵送试验、地貌研究、激光成像、探测和测距调查。在地质勘探过程中,共采集了超过10km的岩心样本,因此项目需要租用专用仓库来存放这些样本。


        该项目地质调查主管Green说道:“我们从其他伦敦附近的隧道开挖项目(包括Silvertown公路隧道项目、HS2、Crossrail铁路项目、泰晤士河潮路隧道项目)中学习到,地质勘探范围越广,开展得越早,最终调查结果越令人满意,项目也越可能取得成功。因此,英国公路管理局目前已经开展了大量的地质勘探工作,三年内共进行了三个阶段的勘探。”


        在隧道优选路线公布之后,开始了第一阶段的勘探工作,主要集中对两个入口附近区域的40个钻孔进行研究。第二阶段是在2019年夏天进行的,这是一个更加具有实质意义的工作,目标是双洞隧道沿线上的550个点,包括使用泰晤士河上的两艘自升式驳船从河床收集26个岩心样本。调查的重点主要遵照的是规划文件和环境影响声明,以确定任何存在污染和环境敏感度的区域,同时考量了项目可施工性。


        Green解释说:“最后一个阶段包括了对另外550多个点的勘探,其设计目的是勘探范围足以让三个工程合同的主要承包商在合同中标后可立即开始详细的设计。”为了实现上述目标,项目管理团队与潜在的主要工程承包商就地质勘探的规:头段Ы辛私忧。2020年夏天是一段作业高度密集的时间段,高峰期时共计50台钻机同时作业。


        大量的地质勘探有助及早规划环境敏感地区的缓解措施,包括受《拉姆萨尔湿地公约》保护的具有国际重要性的湿地,同时也有助缓解当地居民的忧虑。


        大直径双洞隧道


        该双洞隧道预计长4km,但是准确的长度将由承包商在详细设计阶段确定。此外联络通道的数量也将在这个阶段确定,但是按照间距150m的要求,很有可能是27条联络通道。除了机械化开挖的隧道之外,两端的入口将采用随填随挖法施工。


        双洞隧道的外径为16.4m,这是因为每条隧道需要容纳时速110km/h的三车道高速公路。双洞隧道预计从北入口开始开挖,隧道合同包括开挖隧道北端长1km、通往隧道入口结构(采用明挖法开挖)的地面道路。Bowers解释称:“隧道掘进机经由西边的泰晤士河蒂尔伯里港到达北入口相对比较容易。”这也是一个比较好的渣土处理地点,因为附近的填埋场目前正在接收来自泰晤士河潮路隧道项目的渣土,还将可能接收来自连接Silvertown和格林威治半岛的Silvertown隧道项目的渣土。“考虑到这些因素,从北入口开始开挖较为合理。”


        Bowers接着表示,尽管有这些好处,但它还是一个“有意思的地点,可以规划大型基础设施工程”。除了填埋。么褂幸桓稣谠擞械穆短觳煽笄,正在回收发电厂的粉煤灰。Bowers称,这导致“我们周围区域的地面上下起伏”。附近还有一个被关闭的填埋。锩娑逊帕撕芏嘤泻ξ镏,这意味着泰晤士河下游通道项目的设计工作“必须避免地下水污染的风险”。


        从北端开始,隧道沿线地质包括冲积层上方的填土层,然后是砾石层、Seaford白垩层和Lewis Nodular白垩层。正是由于隧道沿线大部分区域都位于这些白垩沉积层,因此更适合使用泥水平衡盾构机开挖,不过精确的规格还要取决于承包商。


        Bowers表示:“施工过程中需要应对各种各样的地层,其中一些采用随挖随填法开挖,其余则使用隧道掘进机开挖。虽然如何应对这些地质条件取决于承包商,但我们预计隧道掘进机将从冲积层中开始开挖,然后穿越砾石层。这些复合地层会给大直径隧道掘进机的始发带来挑战。”很多条联络通道也将穿越冲积层和砾石层,给施工带来更多挑战。


       “因此,我们预计在这一地区需要进行大量的地质改良,以确保地层经过改良后适宜进行隧道入口的施工和掘进机的始发。”Bowers称。


        当掘进至穿河处时,隧道掘进机将在全白垩岩层内施工。Bowers继续说道:“在位于最高水位下方的最深处位置(55m),水压可能达到5bar至5.5bar,也可能会遭遇燧石。在设备选型时,我们需要将这些因素考虑在内。联络通道施工也受水压的影响,具体施工方法将由承包商决定。然而,我们项目团队对开挖联络通道非常有信心。”


         当隧道掘进机穿过河流南侧时,隧道将穿过安置有伦敦警察署训练设施的低洼地区、一条当地铁路和受保护的湿地。在此区域,隧道沿线将穿过白垩地层、砾石,因此将再次面临复杂开挖面和浅覆土问题的挑战。Bowers表示:“该地区的首要任务是保护湿地。因此,我们比较感兴趣承包商建议采用何种隧道掘进控制方法。”


        当地势开始抬升时,隧道沿线又进入到白垩岩,然后向南延伸。大部分的施工将穿过饱和地基,但当接近南入口时,将掘进至地下水位以上的区域。Bowers指出,这将给隧道掘进机施工带来不同的挑战,但这意味着南入口结构不会像北入口那样需要很重的挡土结构。


        隧道完工后的内径为15m。Bowers继续说道:“大直径隧道给路面层下方提供了充足的空间,我们可以放置很多设备和系统,包括泵、电缆、变压器和其他操作系统,而这些通常将占用联络通道路面层下方的仰拱空间。这让我们大受裨益,比如在运营期间仍可以保证纵向维保通道的畅通,而无需封路。联络通道的直径也降低至5m。”


         施工和操作系统的设计和安装也是隧道合同的一部分。Bowers总结道:“为了确保运营中河床下方的可掘进性,我们在项目中制定了一套系统工程方法,详细说明所需的性能。这集合了更广泛网络中所有系统的设计,以确保能够应对各种事件。”


        在此之前,项目团队正在推进该项目,拟邀请三个通过资格预审的设计—建造单位在2021年春季加入该项目,在2021年底正式投标,并在2022年中期授予合同。泰晤士河下游通道隧道预计将于2027年至2028年通车。


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