济南黄河隧道

中国山东省济南市境内过河隧道

济南黄河隧道

济南黄河隧道(Jiluo Road Yellow River Tunnel in Jinan)[0],也叫济南黄河济泺路隧道,是中国第一条穿越黄河的大型交通隧道,[1][5]位于济南黄河大桥和建邦黄河大桥之间,[4]济南黄河隧道北起鹊山龙湖桥,下穿黄河水道,南至泺安路;隧道线路全长4.76千米, 隧道部分全长3.89千米;隧道上层为双向六车道城市主干道,设计速度60千米/小时,下层为双向二线城市轨道,设计速度100千米/小时。[3]2017年11月30日,隧道动工修建。[3]2018年3月28日,济南黄河隧道工程北岸盾构始发井首幅地连墙开槽。12月15日,济南黄河隧道工程首台盾构机“黄河号”验收。2019年1月22日,济南黄河隧道工程北岸盾构始发井顺利封底。3月19日,济南黄河隧道工程第二台盾构机“泰山号”成功验收。6月6日,济南黄河隧道工程北岸盾构始发井顺利封顶。11月20日,济南黄河隧道“泰山号”盾构机胜利始发。2020年10月30日,济南黄河隧道工程东线贯通。2021年1月23日,济南黄河隧道工程双线贯通。9月29日,济南黄河隧道通车。[1]

济南黄河隧道(Jiluo Road Yellow River Tunnel in Jinan)[1],也叫济南黄河济泺路隧道,是中国第一条穿越黄河的大型交通隧道,[2][6]位于济南黄河大桥建邦黄河大桥之间,[5]济南黄河隧道北起鹊山龙湖桥,下穿黄河水道,南至泺安路;隧道线路全长4.76千米, 隧道部分全长3.89千米;隧道上层为双向六车道城市主干道,设计速度60千米/小时,下层为双向二线城市轨道,设计速度100千米/小时。[4]

2017年11月30日,隧道动工修建。[4]2018年3月28日,济南黄河隧道工程北岸盾构始发井首幅地连墙开槽。12月15日,济南黄河隧道工程首台盾构机“黄河号”验收。2019年1月22日,济南黄河隧道工程北岸盾构始发井顺利封底。3月19日,济南黄河隧道工程第二台盾构机“泰山号”成功验收。6月6日,济南黄河隧道工程北岸盾构始发井顺利封顶。11月20日,济南黄河隧道“泰山号”盾构机胜利始发。2020年10月30日,济南黄河隧道工程东线贯通。2021年1月23日,济南黄河隧道工程双线贯通。9月29日,济南黄河隧道通车。[2]

济南黄河隧道工程不仅仅是济南城市实施北跨黄河的“三桥一隧”之一,还是济南新旧动能转换起步区建设的标志性工程。携河北跨,交通先行。跨黄桥隧的建设成为携河北起发展的首批重点工程,将为黄河重大国家战略、新旧动能转换和济南“北起”提供强劲的交通支撑。[6]建成后汽车、地铁将同步穿黄,消除困扰黄河两岸融合发展的交通瓶颈,济南将由大明湖时代进入黄河时代。[7]

隧道位置

济南黄河隧道位于济南黄河大桥建邦黄河大桥之间,[5]在城市中轴线上,北连鹊山、济北次中心,南接济泺路,距建邦黄河大桥和济南黄河大桥的垂直距离分别为5.3km和5.1km。[8]

建设历程

2005年,建设穿黄隧道的设想被提出来,并写入了2007年政府工作报告。2007年1月,初步设计出走线方案,但由于缺少资金注入,计划一度搁浅。2009年,济南市组建了山东黄河隧道建设管理公司,隧道建设进入实质性操作阶段。2010年,黄河隧道工程可行性研究报告完成,根据当时的报告内容,黄河隧道不存在技术上的难题,最需要考虑的还是安全和可行性,而这些问题已由当时的筹建部门组织专业人士进行了论证。2015年10月13日,济南市发改委通过多个网站发布招标公告,开始编制济泺路穿黄隧道(道路+地铁)项目预可行性研究报告。2015年12月,济南市委《关于制定济南市国民经济和社会发展第十三个五年规划的建议》出炉,其中提到加快推进泺口穿黄隧道等跨河设施建设,大力发展跨河公共交通,推动主城区基础设施和公共服务跨河延伸。在《济南市国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》印发稿中,加快推进泺口穿黄隧道等跨河设施建设,适度提高跨河交通设施规划密度得到明确。2017年9月12日,济南市政府网进行了济泺路穿黄隧道第二次环境影响评价公示,在采取防止措施后,从环境保护的角度分析,该项目是可行的。9月27日,水利部黄河水利委员会出具审查意见,发布准予行政许可决定书,济泺路穿黄隧道工程黄委手续至此全部批复。9月30日,济南市发改委批准了该项目。[3]11月22日,济南市环境保护局受理《济南市济泺路穿黄隧道工程环境影响报告书》,并对其进行公示。[9]11月30日,济南黄河隧道动工兴建。[10]

2018年1月26日,钱七虎院士为济南黄河隧道题词“群策群力,为建成济南黄河第一大隧而奋力创新”。3月28日,济南黄河隧道工程北岸盾构始发井首幅地连墙开槽。4月1日,济南黄河隧道工程北岸盾构始发井首幅地连墙成功浇筑。10月19日,济南黄河隧道工程举行管片生产启动仪式。12月15日,济南黄河隧道工程首台盾构机“黄河号”验收。12月20日,济南黄河隧道工程首段底板顺利浇筑。12月22日,济南黄河隧道1号(黄河号)盾构机首批部件运抵工地。[2]

2019年1月22日,济南黄河隧道工程北岸盾构始发井顺利封底。3月19日,济南黄河隧道工程第二台盾构机“泰山号”成功验收。6月6日,济南黄河隧道工程北岸盾构始发井顺利封顶。6月27日,济南黄河隧道工程“黄河号”盾构机刀盘吊装下井。8月31日,济南黄河隧道工程“黄河号”胜利始发。9月12日,济南黄河隧道工程“泰山号”刀盘吊装下井。9月20日,济南黄河隧道盾构机正式掘进启动活动。11月20日,济南黄河隧道“泰山号”盾构机胜利始发。10月30日,济南黄河隧道工程东线贯通。[2]2020年10月30日,东线隧道率先贯通。[11]

2021年1月23日,济南黄河隧道工程双线贯通。[2]4月12日,山东省人民政府同意济南市济泺路穿黄隧道设置收费站1处,名称为:济泺路穿黄隧道收费站。收费期限25年。[12]9月29日,济南黄河隧道通车。[2]

2024年2月29日上午10时许,由济南城市建设集团投资建设、中铁十四局施工的济南黄河济泺路北延工程东线隧道顺利贯通。[13]11月9日,山东省人民政府批复同意新建的济南黄河济泺路北延隧道设置收费站1处,名称为:济南黄河济泺路北延隧道收费站。收费期限25年。[14]2025年1月,济南黄河隧道北延工程已实现双线贯通,开创了中国超大直径盾构隧道穿越大型水库、一级水源地的先河,计划在2025年7月前建成通车。[15]截至2025年3月,隧道盾构段已累计掘进1658米,开挖过半。[16]4月,济南黄河隧道北延工程已实现双线贯通,预计于2025年7月建成通车。[17]5月,位于鹊山水库北侧的穿黄隧道北端出入口已经初具规模,双向地面道路部分区域硬化后铺设了沥青层,临近G308国道的收费站钢架结构正在加速搭建中,已经可以看出结构轮廓和大体样式。[18]6月16日,济南市航天大道穿黄隧道工程(Ⅰ期)2标隧道北线盾构顺利始发。[19]

整体布局

隧道全长4760m,主要包括穿黄隧道3850m、接线道路910m及相关的附属工程。隧道盾构段长约2519m,自北岸始发井向南掘进,下穿鹊山西村后,先后穿越北岸黄河大堤及滩涂区进入黄河河道,然后下穿南岸黄河大堤,依次穿过绕城北高速高架、二环北路到达南岸接收井;南、北岸暗埋段长约474.5m和418m,南、北岸敞开段长约218.5m和220m。[8]

设计主题

设计模块具体设计元素内容整体主题“黄河根脉 岁岁安澜”主题设计定位为城河相融,动静相融,蕴含“天人合一”的设计理念,融合黄河历史、文化、自然、艺术等表现黄河两岸是我家,岁岁安澜的生活幸福感隧道洞口“岁岁九曲弯” 声屏障借黄河传统水纹样,将场地、色彩、光影结合,再造了黄河地形与黄河流动的自然之美,描绘了新时代黄河画卷中诗情画意的城市底蕴洞内墙壁“黄河幸福树”采用3D打印贴膜工艺,绘制在侧墙钢盖板上,寓意坚韧、力求上进,构建和谐共生生态的愿景隧道最低段“流动星空”(长304米)以黄河星空为题,暖色照明,顶部弧线灯光表现黄河穿越之感,行驶隧道中让人感受到星空光线流动之美风塔设计北风塔 “黄河之水” ;南风塔 “黄河之光”分别以“水”字演变、龙山文化黑陶纹样为刻画,将汉字与现代艺术结合,寓意城河相融,表现人与自然和谐统一,呈现独具特色的景观艺术感

参考资料[20]

设计特点

结构特点总体隧道纵断面设计主要考虑地质条件、黄河河床在设计年限内的极限冲刷、黄河大堤穿越要求及防洪要求、盾构施工的最小覆土厚度、洞口与规划路网的关系、轨道交通纵坡、湿地环保要求和地下联通渠保护等控制要素。隧道上层为道路隧道行车层,采用纵向通风排烟系统; 下层为轨行区,中间为市域铁路S2线,在轨行区的行车方向左侧布置火灾工况下使用的疏散通道,其右侧则布置地铁排烟道和电缆廊道(上部为排烟道,下部为电缆廊道)暗埋段采用两孔一管廊结构,车行道布置在两侧,中间为管线廊道,敞开段为U形槽结构,设备主要布置在两侧边墙中盾构工作井总体南、北岸工作井结构外表面均设置柔性防水卷材全包防水,采用1.2 m 厚型钢接头式地下连续墙 + 内支撑围护形式,墙缝处设置 “品” 字型直径0.8 m三重管高压旋喷桩加强止水,基坑范围内设置疏干井。依据工程与水文地质勘察资料及基坑抗突涌稳定性验算,南岸工作井基坑需降低承压水头约7.4 m。为此,结合基岩起伏和相对隔水层情况,在未能增加地连墙深度的情况下,布置了 6 口承压井、4 口回灌井,并设置承压水、第四系潜水观测井北岸北岸盾构工作井(及后续始发段)为盾构始发井,兼做隧道设备用房,具有隧道排风、补风、重点排烟、消防给水、雨污水收集、供电照明、监控信号和救援逃生等功能。其选址主要考虑隧道接地点、盾构始发点埋深、工作井规模,以及与北岸大堤、消防站距离等因素。北岸工作井长 25 m,宽 47.6 m,深 29.5 m,为地下 4 层双孔矩形框架箱形结构为适应盾构机后配套台车工作(盾构机总长 143 m),在工作井北端设 125 m 长基坑作为盾构机整体始发段,宽 32~37 m,深 26.5 m,为地下 3 层框架箱型结构南岸南岸盾构工作井为盾构接收井,兼做隧道设备用房,具有隧道排风、补风、重点排烟、救援逃生等功能。其位置主要受远期环城路上的 “八字型” 匝道接入条件控制。南岸工作井长 25 m,宽 44.2 m,深 33.7 m,为地下 5 层框架箱形结构明挖合建段由于南岸轨道交通线路位于道路隧道正下方,受道路两侧建设条件限制,市政道路与轨道交通在空间上无法分离。考虑工期条件,在道路与轨道交通合建段采用明挖法施工,基坑长515.2 m,宽29.7~44 m,深20.8~32.5 m,为地下 3 层矩形框架结构,采用1.2 m 厚地下连续墙与内支撑进行支护设计过程中尽量采用钢支撑、明挖顺做法施工,并通过高压电线下安全施工、槽壁加固、管井降水与回灌、封堵墙合理布置、敏感建筑物和地下管线的监控量测等手段,严格把控基坑自身与环境安全风险盾构段该隧道盾构段采用 “管片衬砌 + 非封闭内衬” 的结构型式,在单层衬砌方案的基础上,利用行车道两侧和隧道底部的富余空间设置非封闭的现浇钢筋混凝土二次衬砌,并与车道板及竖向支撑墙等内部结构共同组成非封闭二次衬砌结构,达到防撞、防水、防爆等目标。隧道衬砌采用混凝土强度等级 C60 的通用楔形环管片,双面楔形量 52 mm,“9+1” 的分块方式,错缝拼装,并设置分布式圆端凹凸榫。隧道中间箱涵和两侧车行道板均采用预制装配式混凝土结构,从而杜绝了类似现浇内部车道板框架方案存在的施工工序多、作业面较窄、对盾构掘进所需物资(管片、砂浆)运输干扰较大、总体工效较低的缺点其中,在鹊山村下方轨道交通区间设置钢浮置板道床减振地段,通过在预制箱涵(“门型” 结构)底部设置高度调节螺栓,实现路面板结构高度的调节,消除盾构隧道的施工累积误差。与常规预制箱涵相比,可减小隧道内径 20 cm,降低了工程造价

参考资料[21]

基本参数

分类具体项目参数详情线路全长整体线路4.76 千米隧道部分隧道主体长度3.68 千米盾构段盾构段长度2.54千米盾构管片外径15.2 米内径13.9 米隧道净空宽度12.5 米高度5.6 米北岸工作井长 × 宽 × 深25 米 ×47.6 米 ×29.5 米北岸基坑长 × 宽 × 深125 米 ×32~37 米 ×26.5 米南岸工作井长 × 宽 × 深25 米 ×44.2 米 ×33.7 米南岸明挖合建段基坑长 × 宽 × 深515.2 米 ×29.7~44 米 ×20.8~32.5 米地下连续墙厚度1.2 米π 型箱涵尺寸(长 × 宽 × 高)5.42×6×2 立方米(注:此处 “立方米” 表述存疑,建议核实尺寸单位是否为 “米”)

参考资料[22][21][23]

技术参数

技术标准上层下层线路等级城市主干路城市轨道设计速度60千米/小时100千米/小时车道设置双向六车道双向二线荷载标准城—A级6辆编组A型车坡度系数纵坡:5.0%纵坡:3%曲线半径300米(最小)平面:300米(最小)竖:2000米(最小)设计年限100年遇洪频率1次/300年抗震等级7度

参考资料[22][21][23]

价格

截至2021年9月,济南黄河隧道对济南籍小客车、公交车(含班线客运公交化改造的区际公交)免费通行。[24]

通行事项

事项内容
限速济南黄河隧道限速60千米/小时[注1][25]
禁行济南黄河隧道禁行危化品运输车、中重型货车、二三轮摩托车、非机动车和行人[注1][25]

施工难点

难点内容
超大直径盾构隧道首次穿越地上悬河,施工风险高万里黄河从河南境内至入海口逐渐形成地上悬河,济南泺口段河床高出南岸天桥区地面 5 米,最大洪水位高出 11.62 米,隧道最低点位于河床下 54 米,最大水土压力达 0.65MPa,施工风险极高。工程采用 2 台德国海瑞克泥水平衡盾构进行盾构段开挖掘进作业,并根据勘察的地质条件对盾构选型进行了 “量身打造”
盾构长距离穿越钙质结核层,刀具磨损严重盾构段埋深 26.3-54.6 米,穿越地层主要为粉质黏土。盾构在钙质结核地层掘进时,易造成刀具磨损、刀齿崩断;较大粒径的钙质结核还易堵塞格栅口,导致排浆困难。因此,选择合适的刀盘设计与刀具配置,尽量减少换刀频次,并实现安全高效的换刀作业,是盾构施工的重点,也是工期控制的难点
隧道穿越全断面粉质黏土,盾构施工难度大本工程穿越地层主要为黏土和粉质黏土层,细颗粒含量高。盾构在全断面粉质黏土地层掘进时,会导致泥浆相对密度增大,产生大量废浆;同时,土质黏性高易造成刀盘结泥饼,排泥吸口也容易堵塞。因此,选择合适的泥水处理设备和工艺以提高处理效率,以及优化刀盘开口率和冲刷系统,是项目实施的关键
公轨合建隧道首次采用 π 型箱涵同步施工,施工控制难度大盾构段隧道设计为双管双层,上层为双向 6 车道市政公路,下层为轨道交通预留工程。隧道管片拼装完成后,需进行 π 型箱涵的安装及现浇作业。本项目 π 型箱涵尺寸为 5.42 米 ×6 米 ×2 米,是国内超大 π 型箱涵首次采用同步安装工艺,在预制、吊装、运输、安装等环节均面临挑战。受公轨合建轨道交通限界的影响,盾构掘进姿态和箱涵安装精度要求极高,这是项目施工面临的重大难题,需通过提高箱涵预制精度、提前测量放样并严格把控施工参数来解决
临近地上悬河超深基坑施工,难度与风险并存本工程位于一级黄河阶地,场区地下水丰富且水位较高。基坑开挖深度最大达 35 米,宽度达 50 米,是济南地区开挖深度和宽度最大的基坑,缺乏可借鉴的工程经验,存在基坑涌水、支护失稳等风险。此外,地下连续墙最大深度 60 米,吊装作业风险高,施工难度极大
隧道沿线穿越多座建(构)筑物,沉降控制要求严格本工程穿越鹊山片区低矮房屋群、黄河南北岸大堤,侧穿绕城高速桥桩(最小净距 3.9 米),南岸紧邻主干道和居民区。因此,沉降控制是本工程实施的重中之重

参考资料[26]

项目革新

1、共轨合建隧道首次采用 π 型预制箱涵同步施工工艺,其中同步施工的箱涵首次采用可调节设计,该设计便于交通组织,提高了拼装精度,有效缩短了工期。[27]

2、管片生产建设了中国第一条适用于 15m 以上直径的自动化管片生产线,并研发了管片抹面机器人、管片 3D 智能检测系统。项目开展 20 余项技术创新,系统性地完成了超大直径盾构管片生产线设计及生产创新技术的研发。[27]

3、盾构管片预制及拼装实现了信息化施工。管片预制运用国内领先的盾构管片智能化生产管理信息系统,每块管片均嵌入信息芯片,实现了管片预制过程的信息化管理与质量可追溯;通过安装盾构数据监控系统,实现盾构施工数据的实时监控、分析及报警功能,最终达成盾构施工全流程信息化管理。[27]

4、项目形成了一系列针对黄河地质特点的施工工艺工法,涵盖盾构掘进参数控制、姿态控制、注浆控制及拼装工艺等关键环节。[27]

科研成果

在施工实践中形成的《在建济泺路穿黄隧道超大直径盾构工程创新与挑战》《济南市济泺路穿黄隧道施工关键技术》《BIM技术在济南黄河隧道中的应用》等技术成果分别获得山东省土木建筑工程建造技术交流会“十佳成果”奖、第二届山东省地下空间工程技术“十佳创新成果奖”、第三届“优路杯”全国BIM技术大赛金奖等奖项。[28]

文化特色

“济南黄河隧道”字体源于元代著名画家赵孟頫的书法字体。赵孟頫与济南有着浓郁的历史渊源,曾于元贞元年(1295年)冬创作《鹊华秋色图》也正值黄河北岸隧道一带。采用赵孟頫书法字体展现了“文化济南”的历史底蕴,同时也符合国人的审美习惯和审美爱好。色彩颜色采用红棕色色系,源于黄河深色湿泥的艺术提炼,着重突出历史悠久的黄河文化根脉。[30]

价值意义

济南黄河隧道工程是中国第一条穿越黄河的大型交通隧道,它不仅仅是济南城市实施北跨黄河的“三桥一隧”之一,还是济南新旧动能转换起步区建设的标志性工程。携河北跨,交通先行。跨黄桥隧的建设成为携河北起发展的首批重点工程,将为黄河重大国家战略、新旧动能转换和济南“北起”提供强劲的交通支撑。[6]

获得荣誉

参考资料[29]

参考资料 30

  1. 山东省人民政府公报
  2. 请完成下方验证后继续操作 — 百家号
  3. 济南穿黄隧道开工在即:投资近52亿 12年前提出设想 — 荔枝网
  4. 请完成下方验证后继续操作 — 百家号
  5. 请完成下方验证后继续操作 — 百家号
  6. 济南跨黄通道已有15处未来达26处,将成泉城新地标 — 澎湃新闻
  7. 济南北跨黄河第一隧开建,未来汽车地铁同步穿黄,过河只需4分钟! — 闪电新闻
  8. 请完成下方验证后继续操作 — 百家号
  9. 济南市环保局关于受理《济南市济泺路穿黄隧道工程环境影响报告书》的公示 — 济南市生态环境局
  10. 济南加速“北跨”步伐 “黄河时代”蓄势而来 — 山东省发改委
  11. 请完成下方验证后继续操作 — 百家号
  12. 山东省人民政府关于济南市济泺路穿黄隧道设置收费站的批复 — 山东省人民政府
  13. 请完成下方验证后继续操作 — 百家号
  14. 请完成下方验证后继续操作 — 百家号
  15. 请完成下方验证后继续操作 — 百家号
  16. 请完成下方验证后继续操作 — 百家号
  17. 请完成下方验证后继续操作 — 百家号
  18. 济南这条交通要道,有最新进展 — 微信公众号
  19. 济南穿黄隧道工程“征程号”盾构机成功始发 — 中国新闻网
  20. 请完成下方验证后继续操作 — 百家号
  21. 参考 21
  22. 期盼12年!济南济泺路穿黄隧道正式开工,还是公铁两用 — 齐鲁网新闻
  23. 参考 23
  24. 济南籍小客车免费!济南黄河济泺路隧道正式通车,上面跑汽车下面跑地铁 — 大众网
  25. 济南“万里黄河第一隧”正式通车,海报新闻记者带你提前体验穿越“梦幻星空”过黄河! — 大众网
  26. 参考 26
  27. 参考 27
  28. 创新突破看山东·交通篇丨中铁十四局大盾构公司:“智”造万里黄河第一隧 — 海报新闻
  29. 请完成下方验证后继续操作 — 百家号
  30. 赵孟頫“书写”济南黄河济泺路隧道! — 澎湃新闻

注释

  1. 截至2021年9月
广告位:底部(ad-bottom)—— 请到中台「公共区块」编辑此内容