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新西兰奥克兰大规模掘进施工

作者:  发布:2015/2/5  浏览:
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摘 要:水景衔接线(Waterview Connection)让奥克兰西环线(WRR)最后成环。它将在Roskill山连接西南公路线(SH20)和西北公路线(SH16),并提供一条长48km公路。

现在有人预测20年以内,奥克兰人口将达到200万。

奥克兰成长迅速,其速度几乎是新西兰其他地方的2倍,而最大关切之一也就是城市交通问题。浪费时间的交通堵塞和路上花上1个小时的通勤交通预计只能恶化—奥克兰市议会最近宣称机动车出行数量预计会从2006年每天400万车次增加到2041年每天550万车次。

2002年新西兰政府启动一个投资奥克兰交通运输基础设施的计划。该国家最大和最复杂机动道路项目—奥克兰水景衔接线(Waterview Connection)项目定在2017年完工。该项目预计在2021年减缓该地区14%的拥堵。

水景衔接线(Waterview Connection)让奥克兰西环线(WRR)最后成环。它将在Roskill山连接西南公路线(SH20)和西北公路线(SH16),并提供一条长48km公路。在2009年早期,政府宣布它是7条国家级机动道路之一,因为它将改善交通运输衔接并对国家经济福利有所贡献。

“当前,奥克兰所有过境车辆的日车辆数达到200000,因此必须使用1号州道,它经过该城市中心机动道路节点并越过奥克兰港桥,”新西兰交通局NZTA奥克兰和北岛州道经理汤米·帕克这样说。“通过建立一条公路替代直通的机动道路,奥克兰西环线(WRR)将加强该地区安全和出行时间的可靠性。它将减少港桥的交通压力,港桥是一条奥克兰基础设施形象性的老桥,它也将建立从中心商务区到机场的直线路径,减轻当地机动道路压力,并缩短2个地方出行时间至超过15min。”

图1  该项目由长2.5km、直径14.1m双管隧道组成

2011年8月,NZTA宣布它已经选出了这个项目施工的中标人。该项目引起国内外高度兴趣并发标给一家称为脉络联盟(Well-connected Alliance)的专业团队,以便管理设计、施工和运营。该银团包括Fletcher建筑公司、McConnell-Dowell 建筑公司、大林、帕生公司(新西兰),Beca基础设施公司和Tonkin & Taylor公司、SICE、Wilson隧道工程、Downer EDI工厂、Bofta Miskell和 Warren and Mahoney子联盟合伙人。

“NZTA寻求有专业经验的各方善意反馈,而且该2个银团经过筛选进入竞争性投标活动的就是脉络联盟和Tuhono,2家都具有记录在册的成功经历和按照合同规定及时交付,”帕克说。未成功的Tuhone银团,其麾下有Leighton承建商、FultonHogan、John Holland、Aecom和Sinclair Knight Merz。Tuhono还纳入了联合集团(United Group) 和凯勒新西兰(Keller New Zealand)作为拟建的子联盟合伙人。

“施工结果是取得最佳设计的关键,”帕克这样指出。“脉络联盟把新西兰领衔工程公司的知识、土生土长强有力的信誉和国际合伙人世界级的隧道行业专长结合在一起。这样的安排使得该联盟产生价格有竞争性,具有本地特质能允诺及时交付世界级项目的投标书。”

同NZTA在一起,脉络联盟将负责建设将近5km 新机动道路,其中包括隧道和立交,从而连接西南和西北机动道路,新建机动道路的一半将位于地下;交通将穿越2条三车道的隧道,也是新西兰的第一条同类隧道。

   这也是该国家至今最具挑战性的隧道之一—长2.5km、直径14.1m双管隧道。隧道将相隔13m,其内径为13.1m.。隧道最大纵坡为5%。水景衔接线预计在2014年年初开始掘进。

帕克说,“双管隧道从地下经过阿尔伯特山,主要是西奥克兰密集居民区和水景(Waterview Connection),所经沿线也包括大型超市和维修站。”

地下经过

WRR一直是一个高度有争论的问题,因为开头就有各种社区、环境和商业指向的团体的争吵,各个团体要求不同。“最吵闹的集体是‘只造隧道’的居民团体,该项目最后的形式—《一半隧道一半地面》反映了经济、环境和社区祈求的平衡。”帕克说。

选中的隧道方案不是地面方案,这反映了公众的喜好,一方面为奥克兰经济发展作贡献,另一方面满足周围社区的需求;最后路径就是筛选100个以上原始方案的结果,从而建立实际可行的解决办法。除此以外,该项目环境管理计划不仅将包括减缓隧道运营的影响,还要探究团队如何可以通过自己的施工过程缩减自己的碳足迹。

图2  水景衔接线项目的东端

图3  南洞口概念图

帕克说,“为了确保社区的担心得到适当的考虑,要取得该国家的环保署(EPA)同意。环保署将此应用提交给审议会,它们听取公众广泛的投诉,才可以批准该项目的框架,让项目继续进行。这个框架协议接纳了大量社区所关注的要素,诸如人行走道、自行车道、公园和损坏的文化遗产恢复。连接机动车道新路段到16号州道,这个多层的立交横越了一个文化遗产区,因此该设计必须留下最小的足迹,并便利该地区诠译性的重建。”

该团队面临的另一个挑战就是,在新西兰的土地拥有权直抵地心。隧道的85%在既有的空旷地和公路的底下,剩下的15% 触及到大约160家私人财产。“在隧道经过私人住宅或实业置业底下的地方,那么有关地下财产缔约合同要和拥有人洽谈,”帕克说。

帕克也解释团队所遇到的地质方面的困难。“其中最重要的挑战之一就是该地区的火山遗产,也就是度身定制的土压平衡盾构必须至少抵达40m深度,才可以跨越玄武岩岩层底下。”

实际上,隧道经过了困难的地形,而其必须留在东海湾一种软岩构造里面,其中包括位于玄武岩以下的沙石和石灰石。在北端,隧道经过Tauranga界的饱和粉土。

当发觉北端的Tauranga界沉积不适合于敞开式挖掘之际,该团队建议使用封闭式TBM技术挖掘,将隧道继续在该岩土材质的地层延伸,并位于主干线道路的底下。在全长2.5km隧道上将使用带着适合的地层加固剂的土压平衡盾构挖掘以确保该土层保持可加工性。

   帕克又说,“NZTA新西兰交通署和‘脉络联盟’急切地想减少挖掘时对奥克兰居民的影响。为了处理对当地社区居民的影响,特别对当地道路,搬运挖掘弃土路径这的条道路是经过本地并衔接当前公路的终端。”

介意其尺寸

此外,采用这台土压平衡盾构的尺寸把新西兰归入隧道行业的“大联盟”圈子内,因为这台盾构在世界上迄今创建的大型机中居第11位,它将有14.1m直径,而且重大约3000t。帕克解释说,选择该台土压平衡盾构的决策是这样的:“起始设想是隧道最后一部分本来想用暗埋法建造,这样要中断该地区最繁忙通勤公路达3年之久,”他说,“使用了土压平衡盾构,使得该条隧道能在公路底下挖掘,明显地减少了该项目在施工期内对当地交通的影响。”

运营之中

在整个规划期内,通风井是一项大热点。隧道将使用纵向通风系统,该条隧道的各种车辆所排放的气体将通过通风井向上放空。

“隧道北洞口靠近一家小学和幼儿园,因此当地社区对环境管理减缓影响以及隧道通风系统相关的视觉效果极其敏感,”帕克这样说。

北隧道排放塔将造在大北路的东侧,比计划的小学还要远一些,还要额外多花费2400万美元。南隧道排放将造在Owairaka,也是位于NZTA优选地点的东南方70~80km处,为了远离Alan Wood 保护区的瓶颈路段,额外花费了1700万美元。

隧道将配备有高压水漫消防回应系统,装载有危险货品的车辆将禁止在隧道内通行,并将绕行到别的地面道路。为隧道制定的其他安全措施还有中心距每隔150m建立一条横向通道,一有紧急状况,能让人们从一条隧道疏散到另一条隧道,那里装有传感器监控光线和烟雾还有闭路电视摄像头。

在项目预算范围内,隧道掘进占了水景衔接线(Waterview Connection)总数达12亿美元的三分之二以上,而且至今为止是NZTA花费最多的最大项目,这也是该国至今最大和最艰苦的项目。

帕克最后总结说,“总的说来,新西兰州道最近将挖掘的2条隧道路段,5分别为北部大道(收费)上330m长Johnstone Hill隧道—奥克兰北面的1号州道的一路段,还有奥克兰中部1号州道的450m长维多利亚公园隧道。”

这条隧道预计在2017年年底之前可以运营。

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