一、工程概况
该工程是上海至西安国家高速(G40)的重要组成部分,是目前世界最大规模的桥隧结合工程。工程全长25.5km,以隧道方式穿越航运繁忙的长江口南港水域,到达长兴岛;以桥梁方式跨越长江北港水域,止于崇明岛陈家镇。建设规模为双向六车道高速公路并预留轨道交通空间,设计荷载公路I级+轨道交通荷载,设计基准期100年。
隧道工程全长8.95km,主要由浦东岸边段、江中段和长兴岛岸边段三部分组成。江中段为双线圆隧道,外径15.0m、内径13.7m,采用两台世界上直径最大的泥水平衡盾构机由南向北一次掘进7.5km至长兴岛。隧道衬砌采用钢筋混凝土管片,管片宽2m、厚650mm。两条隧道间设有8条连接通道,间距约830m。隧道分三层,上层为烟道,中层为净高5.2m的三车道高速公路车道层,不设紧急停车带,设计车速80km/h;下层为预留轨道空间、逃生通道、设备通道。在中、下层间设有疏散楼梯。
桥梁工程全长16.55km,由长兴接线段、跨江桥梁、崇明接线段组成,设计车速100km/h。跨江桥梁全长9.97km,在紧急停车带位置预留轨道交通空间;在深水区设置了一个主跨为730m的全漂浮体系分离式钢箱梁斜拉桥,是世界上第一座建成的分体式主梁的特大型桥梁;辅航道桥为主跨140m的预应力混凝土连续箱梁;非通航孔深水区采用105m钢-混组合梁和70m混凝土连续梁,采用工厂整孔预制、现场整体安装的施工方案,实现了我国首次超百米梁的整体吊装;江中沙洲为跨径60m预应力混凝土连续梁;漫滩区为跨径50m预应力混凝土连续梁;接线段全长6.58km,其中长兴接线段采用隧道工作井外运土方填筑路基,崇明接线段采用长江口细砂填筑路基,在长兴岛潘园公路及崇明岛陈海公路各设一座互通式立交。
工程与2005年9月2日开工建设,2009年10月31日竣工,总投资116亿元。
二、科技创新与新技术应用
1. 提出基于结构与软基纵横向刚度协调的超大断面盾构隧道设计方法,揭示并提出了错缝拼装管片在环间既传递弯矩、又传递轴力的机理和计算方法,解决了公路、轨道交通合建特长盾构隧道纵横向耦合作用难题。
2. 创新了超大特长、多功能隧道通风和降温系统设计理论和方法,首次提出诱导型纵向通风与重点排烟相结合的无中间风井特长隧道火灾烟气防控与立体疏散技术,首创特长隧道喷雾降温技术。
3. 建立了超大、高水压盾构隧道防水、耐久性设计标准,对深埋隧道的弹性密封垫断面进行了系列化选型,掌握了防水密封材料的应力松弛规律;科学制订了盾构隧道管片耐久性的检测方法和评价体系,满足了隧道百年防水的使用要求。
4. 研究完成了超长隧道轴线控制技术、大直径盾构隧道抗浮技术、大直径隧道开挖面稳定控制技术、特长隧道同步施工技术、高水压条件下盾构机尾部密封刷更换技术、超大特长隧道泥水处理技术等。
5. 研究了一整套强台风区超大跨度分体钢箱斜拉桥设计施工技术和超长多空间隧道火灾防控技术。
三、获奖情况
1.“大跨径桥梁钢桥面铺装成套关键技术及工程应用”获得2011年度国家科学技术进步奖二等奖;
2.“超大直径、超长距离盾构推进技术”获得 2008年度上海市科技进步奖一等奖;“江海长大桥梁设计关键技术”获得2010年度上海市科技进步奖一等奖;
3.“特大与大跨度公轨合建桥梁关键技术”、“新型特大跨度斜拉桥设计理论与关键技术”、“大跨度连续组合箱梁桥设计理论与创新技术”获得2008年度上海市科技进步奖二等奖;“盾构隧道壁后注浆的可视化探测技术”获得2010年度上海市科技进步奖二等奖;
4.“城市越江隧道结构的性能与安全控制技术”获得2009年度教育部科技进步奖一等奖;
5.“超大特长盾构隧道水下深埋防水关键技术”获得2009年度华夏科技进步奖二等奖;
6. 2011年度中国勘察设计协会“全国优秀工程勘察设计行业奖‘市政公用工程’一等奖”;
7. 2009年度上海建筑施工行业协会“上海市建设工程白玉兰奖”。