解密世界最大直径盾构法隧道——上海长江隧道

原创 2020-06-12 17:46  阅读

  上海城建集团隧道设计院设计的上海长江隧道是按双向六车道高速公路标准设计,并预留4.15米×3.7米轨道交通空间,设计行车速度为每小时80公里,车道净宽为12.5米,通行净高为5.2米,单项三车道中间一个车道的净通行净高不小于5.5米,汽车荷载为公路一级,路面采用阻燃改性沥青混合料,抗震设防烈度为7级,隧道结构设计使用年限100年。

  上海城建集团隧道设计院设计在设计上海长江隧道时,建立隧道内综合人防+机防的防灾系统。有水消防系统、火灾报警系统、交通监控系统、事故通风和排烟系统、以及人员逃生疏散设施和建筑防火组成。

  圆隧道采用射流风机诱动导型纵向通风+重点排烟的通风模式,每条隧道内每180米,设3台一组的纵向轴流风机,两端风井处各4台可兼作排烟的大型排风机和2台专用排烟。在隧道顶部设计了排烟道,每隔60米设置2×2米风口,用于火灾工况下重点排烟。

  注:纵向轴流风机即与隧道同向的小型风机。主要功能有三:1、送新风。与分别设于隧道进出口的大型号风机形成新风输送接力网络。由大型风机从隧道口引入新风后,经小型轴流风机接力输送至隧道内的每一个角落。2、废气排放。当隧道内气体混合物超过一定标准时,自动排放。3消防。当发生火灾时自动排风,疏散烟雾。

  隧道内消防系统包括泡沫水喷雾联用系统、消火栓系统、高压细水雾系统和建筑灭火器配置,在隧道两端分别设置一座消防泵房。泡沫水喷雾联用系统25米一组,当发生火灾时,火灾区域的两组动作,泡沫和水的混合物可连续喷30分钟,接着就喷水,直到火被扑灭为止。

  隧道内下层22万伏至崇明的电缆通道,也配有高压细水雾灭火装置,形成全方位,全覆盖的防灾系统。

  火灾时人员疏散采用连接通道+楼梯疏散智能疏散设计,隧道内设计了8个逃生连接通道,54个逃生楼梯,火灾工况时,可根据中控室统一指挥疏散,智能型双向箭头逃生指示标志,通过控制在烟雾和低照度的环境下,绿色指示标志能及时逃生最佳方向。逃生通道门框上,采用n形一组发出绿光的LED灯,开启后比较醒目,能让逃生人员快速辨认出逃生通道。由逃生通道门进入逃生连接通道,可迅速撤离到另一条隧道内。上海长江隧道内横向连接通道的有效断面尺寸1.8m(宽)×2.1m(高)。因它是事故时人员疏散的主要路径之一,设计宽度参照国际工程实例,考虑同时可供2个成人和1个小孩并排行走,也可同时通过两个身负救援设备的消防人员通过。设计中采用发出绿光LED灯,即节能环保,又能最大限度增强照明指示标志的光照衰减度。

  逃生人员还可以自行开启疏散门,逃生疏散门长2.7米,宽1.05米,设置在道路一侧,450公斤的铸铁疏散门,设计了打开机械锁紧机构,只要旋转拉手,普通的人都能旋转把手,往上一提,便可打开。(由于井盖下方安装了助力气泵,提供开启力,象开启面包车后盖一样方便)。逃生人员开启疏散门后,再下行17级台阶,就能从宽1.3米,高2.3米车道板下通道内进行撤离,同时在疏散通道旁设安装与逃生楼梯对应的安装54个应急电话,撤离人员可通过应急电话寻求帮助。

  上海长江隧道外径Φ15.0m,是迄今为止世界上盾构法隧道的冠军。其横断面面积177m2,建筑面积可相当于一般民用建筑的4室2厅。直径15m,相当于一般民用建筑5层楼房的高度。隧道横断面内分为三层,顶部是排烟道;中部高速公路层,净高有6.6m,可通行5.0m高的车辆;下部为预留轨道交通空间,净高4.2m。根据《道路隧道设计规范》(DG/TJ08-2033-2008)隧道封闭段长度5000m≥L3000m即为特长隧道了。对于长达7500m、直径为15.0m的长江隧道而言,当然是名副其实的超大、特长隧道了。

  当车辆在隧道内行驶时,汽油或柴油燃烧后,向隧道内排出废气的同时亦向周围排出大量的废热。一般国产轿车排气温度约550℃,进口轿车排气温度约500℃,排热量相当可观,能使隧道内温度升高。在较短隧道中,隧道升温的矛盾不是特别突出。但是对于炎热夏季,交通比较繁忙的长大隧道而言,对隧道内温度的控制就不能忽略了。设计时考虑长大隧道空气干燥及余热量大的特点,设计中率先在国际上采用了先进的“细水雾降温”的方法,可有效地控制隧道内温度。

  注:“细水雾降温”技术是由上海城建独有的,在全国范围内首次研究并成功应用于实际工程的先进技术。细水雾降温当隧道内达到一定温度时,会自动开启。恢复到一定温度时,自动关闭。

  上海长江隧道的照明方式和以往隧道内的照明方式不一样。长江隧道基本照明采用目前世界上最先进、最环保的光源——LED,该项目是国家863重点扶持节能环保项目。LED非常节电,比隧道常用的荧光灯节电约30%,而且寿命要长2~3倍。其次是环保,没有闪烁、没有红外和紫外的成分、发热量低,完全可以用手安全触摸。最后是舒适,可以采用无级调光的方式在0%~100%之间任意选择,为适应隧道运营要求,还可通过LED照明控制系统调节每一个灯具的亮度,使得驾驶员开车的舒适性大大增加,不会产生刺眼、偏暗的情况。设计中采用进入隧道光过渡设计,从光照度三分一逐步递减的方式,减少“黑洞效应”,驾驶员从进入时的前100米,光照度的2310勒克斯,再前进72米,光照度递减到693勒克斯,继续前行89米,光照度递减到231勒克斯,隧道内直至99勒克斯,出隧道前60米,光照度增加到495勒克斯,直至出隧道,这样人性化设计能提高驾驶员视觉舒适度,确保行车安全。

  长江隧道两边侧墙上设有全线贯通的粗腰带,起到一个流畅、深邃的导向作用。绿、蓝两色的腰带取意于“春来江水绿如蓝”的诗句。春水荡漾,碧波千里。于长江水底,上海长江隧桥工程沟通起浦东和长兴岛和崇明岛,这里的春天将更绚丽多彩,生机勃勃。同时,绿、蓝两色的交界点恰为隧道的中点,这样也给驾驶员一个友情提示,行车已经过半,不要疲劳,出口就在前面。

  隧道内“括号”分为三种,一种是表示此处为“横向连接通道”:发生火灾事故人员逃生时,可以直接通过这个通道由事发隧道内直接疏散至另一管已接到命令停止运营的隧道内。另一种表示为“向下疏散楼梯”的位置,同样,人员在事故逃生时,可以迅速至楼梯口,打开盖板,从车道上安全地疏散至下层的安全通道。还有一种“括号”内是长江隧道的装饰地图,展示了隧道连接的浦东、长兴岛和崇明岛的线位。

  打开车辆报警灯,关闭引擎,及时离开车辆,用手机拨打110或者就近就可找到应急电话寻求帮助。当然,中控室发现情况后也会主动予以协助。隧道内首次安装34个云台摄像机,可以360度拍录和监控隧道内情况。当隧道内发生突法情况,驾驶员只要在隧道内打开收音机,即可全频道接受来自隧道中控室的提示信息。

  火灾苗子容易扑灭,一旦发现,最有效的举措是利用自己汽车内的灭火器或隧道消防设备箱内的灭火器及时自救。

  发生火灾时,应听从隧道内有线、无线广播指挥或者根据可变情报板上的信息,选择就近的逃生路线,快速、就近撤离。(作者:通讯员陈烨)

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