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太湖隧道

太湖隧道位于中国江苏省无锡市滨湖区,处于马山街道与南泉地区之间,是苏锡常南部高速公路常州至无锡段的湖底隧道。太湖隧道东连无锡的军嶂,西接马山、周铁,湖底部分总长度为10.79公里,截至2024年1月,是中国最长的湖底隧道。

隧道横断面采用折板拱两孔一管廊形式,采用双向6车道标准设计,净宽40.6米,净高7.25米,中间设4.5米宽的管廊。隧道入口地面上提前划设了小型客车、客车、货车三股车道,最右方划设了应急车道。隧道内严禁变道,限速80公里/小时,隧道出入口都铺有超长红色减速带。隧道内部全时段禁止危险货物运输车辆通行,禁止超限超载车辆、尾气排放超标或有抛、洒、滴、漏等现象有碍隧道环境卫生的车辆通行。太湖隧道于2018年1月9日开工建设, 9月5日,太湖隧道南泉段主体工程施工全部完成。12月28日太湖隧道通过验收,并于2021年12月30日通车运营。

太湖隧道通车后实现与苏锡常三市的高速公路环线直接连通,有效缓解宁沪高速公路无锡、苏州段的交通压力,对促进苏锡常城市建设以及长三角经济发展具有重要意义。

历史沿革

建设背景

苏锡常南部高速起于常州前黄枢纽,与常宜高速公路相接,经前黄、雪堰后进入无锡境内,在马山西侧设置马山互通,于马山东侧进入太湖区域,穿越太湖至南泉亮河湾登陆,沿长领山南麓东进,经南泉南侧,设置山军嶂互通,终点接环太湖高速公路南泉枢纽。

苏锡常南部高速如何穿越太湖,经过专家反复论证,最终采用了全部走地下隧道的方案,原因是不破坏梅梁湖景区“矮山远水”的原味风貌。

建设历程

2016年1月,苏锡常南部高速公路常州至无锡段工程可行性研究报告获得江苏省发改委的批复,这标志着项目前期工作取得重大突破。2017年6月,太湖隧道开始工程前期准备工作。

2018年1月8日,太湖隧道工程施工合同正式签约。1月9日,太湖隧道正式开工。3月13日,太湖隧道打下了湖底隧道施工围堰大堤的第一根试点钢板桩,同时开始进场前各项准备工作,开展了“三场一部”(即项目部驻地及三场建设),及临时大堤建设。5月24日,太湖隧道马山段打下第一根方桩,这标志着太湖隧道全面进入主体工程施工阶段。7月31日,太湖隧道首节底板混凝土成功浇筑,为下阶段太湖隧道主体结构施工创造了有利条件。

2019年1月18日,太湖隧道主体结构顶板完成首次浇筑,隧道完整的主体结构框架显现出来。5月14日,太湖隧道四仓流水作业成型。6月,太湖隧道马山段陆域隧道完成浇筑。8月24日,太湖隧道吴杨路钢桁拱桥顺利完成拼装。12月27日,太湖隧道第一仓完成回水,顺利实现首次陆岛通道转换,标志着该工程施工进入全新阶段,太湖隧道南泉段可恢复湖域面积约10万平方米。2020年6月10日,太湖隧道马山段顺利完成首次回水作业。10月3日,随着最后一根钢板桩插打至湖底,太湖隧道围堰顺利合龙。

2021年1月9日,太湖隧道土方开挖作业全部完成,标志着太湖隧道全面进入主体施工冲刺阶段。3月27日,太湖隧道实现全线底板贯通。9月5日,中铁四局施工的太湖隧道南泉段主体工程全部完工。与此同时,南泉段施工转入调平层、防撞侧石等附属工程施工阶段,为下一步隧道早日通车打下坚实基础。10月9日,继中铁四局承建的太湖隧道南泉段主体完工后,中国交建承建的太湖隧道马山段主体全部竣工,标志着太湖隧道所有主体结构施工全部完成,隧道实现全封闭。12月7日,太湖隧道南泉段最后一仓完成回水。12月18日,太湖隧道路面沥青混凝土摊铺全部完成。12月28日,太湖隧道全面交工。12月30日,苏锡常南部高速公路常州至无锡段正式通车,中国最长湖底隧道——太湖隧道同步实现通车。

2023年4月20日,公路特长水下隧道应急演练在S58沪常高速太湖隧道举行。2023年5月4日,“超长堰筑法水下隧道智慧化建管养运关键技术研究与应用”通过中国公路学会组织的项目成果评价,评价专家委员会一致认为项目成果总体上达到国际领先水平。

隧道设计

项目概况

太湖隧道位于中国滨湖区,处于马山街道与南泉地区之间,是苏锡常南部高速公路常州至无锡段的湖底隧道。截至2024年1月,该隧道是中国内地最长的湖底隧道,全长10.79公里,横断面采用折板拱两孔一管廊形式,两侧行车孔单孔净宽17.45米、双向6车道,净宽40.6米,净高7.25米,中间设4.5米宽的管廊。

建设单位

太湖隧道由中国交建所属中交三航局承建。

隧道结构

太湖隧道横断面采用折板拱两孔一管廊形式,两侧行车孔单孔净宽17.45米、中间设4.5米宽的管廊。

项目造价

太湖隧道概算投资99亿元,单位投资9.17亿元/公里。

隧道参数

太湖隧道全长10.79公里,横断面采用折板拱两孔一管廊形式,两侧行车孔单孔净宽17.45米、全线按双向六车道高速公路标准建设,净宽40.6米,净高7.25米,中间设4.5米宽的管廊。

隧道入口地面上提前划设了小型客车、客车、货车三股车道,最右方划设了应急车道,入口上方电子屏也标明了车道及减速提醒,十分醒目。苏锡常南部高速南泉站至太湖隧道段、出太湖隧道的高速路都限速每小时100公里,而隧道内限速80公里,隧道出入口都铺上了超长红色减速带

配套设施

隧道内支持5G北斗导航,地下还铺设了专用光纤,可回看行车轨迹。

违章拍照

太湖隧道全程区间测速,隧道内车道全程为实线,禁止变道。在隧道内,记者发现每隔一段距离,都会有限速、走对应车道的标识标牌,时刻对驾驶员进行提醒。交警部门表示,对不按车道行驶、变道、超速等违法行为会进行抓拍。

监控及定向语言

太湖隧道内监控已全覆盖,能够实时监测隧道内的突发情况。同时,隧道内安装了独立定向语音喊话设备,一旦隧道内发生交通事故、车辆故障等突发警情,驾驶员可及时报警,警方第一时间调取图像,并远程喊话引导司机采取必要的安全措施,避免发生二次事故。

变电站

为保障隧道正常运营,隧道马山侧、南泉侧两端入口共设置了2处35kV 地面变电站,采用双电源、双路同供、互为备用的运行方式和单母线分段接电方式,为太湖隧道机电设施提供电源。其中,马山侧35kV地面变电站从 110kV太湖变引接2路35kV电源,南泉侧35kV 地面变电站从220kV 扬名变、红旗变各引接1路 35kV 电源,每路电源容量28650kVA,电缆路径长度达15.6公里。

通风系统

太湖隧道采用1处中间风井、2处近岸风亭的分段式纵向通风方式,排烟采用纵向排烟加重点排烟方式,隧道中间管廊上部设置重点排烟道。全线共配置216台Φ1120射流风机、22台Φ2500轴流风机,根据不同工况兼做通风、排烟和补风。

太湖隧道马山“碧玉螺”风塔直径45米、高39米,共有17.4万颗LED点光源。该风塔名称取自诗人唐寅的名句:“太湖西岸景萧疏,竹外山旋碧玉螺。”“碧玉螺”风塔与太湖隧道东段的“画舫”都是太湖隧道主体结构的通风设施。

视角疲劳唤醒系统

隧道营造了蓝天白云、两段式星空,即LED可变景观带,整个隧道顶部交替设置有三处,如此点缀以后能够缓解长时间驾车的压抑。

线路互通

太湖隧道是连接苏锡常南部高速公路常州至无锡段的重要通道。

运行与服务

收费标准

太湖隧道通行费为45元/车次,对从华庄互通、南泉互通、军嶂互通至马山互通之间通行太湖隧道的无锡籍非营业性且核定载人数9座及以下的ETC套装客车实施优惠,按15元/车次收费,不与ETC车辆9.5折优惠同享,优惠年限为2年。

运行情况

2022年春节期间,太湖隧道在内,总通行流量达到了30.3万辆次,平均每天的通行流量在4.4万辆次。

技术特点

堰筑法施工工艺

太湖隧道全部采用堰筑法施工工艺,也就是先建设围堰把水抽掉施工,明挖的方式与盾构技术比较,更有利于控制施工风险、节省投资。围堰分仓逐段施工,共有13仓,所用钢板桩总数为3.96万根,总长63.66万米,总重6.75万吨。主要施工流程先后为:钢板桩施打、围堰内抽水、土体就地固化、围护结构施工、基坑开挖、主体结构施工、回填土方。太湖隧道由中标的中国中铁四局集团有限公司中交第三航务工程局有限公司分别从隧道南泉和马山两端入口向湖中施工建设,最后在隧道的中间汇合。

四仓流水作业

太湖隧道为苏锡常南部高速公路最关键节点工程。隧道横断面采用折板拱两孔一管廊形式,两侧行车孔单孔净宽17.45米、净高7.25米。太湖隧道结构混凝土的抗裂防渗要求高,1.4公里长的围堰和基坑,位于湖底8至15米深厚淤泥中,施工技术复杂。同时,太湖隧道集超长水中围堰、长大深基坑、多种支护形式施工于一体,涉水作业需经历四个汛期,安全风险大。

为攻克这些难题,项目团队在工艺工法上寻求首创突破。费晓春介绍,团队首次提出了“四仓流水作业”施工方法,即第一仓主体施工完成后进行土方回填、回水,第二仓进行主体结构施工,第三仓进行围护结构施工和土方开挖,第四仓进行仓内抽水和清淤施工。当第一仓回填完成后,拔除围堰钢板桩,重复利用到第五仓,使各类施工资源在封闭的“孤岛”上达到循环利用,在技术、经济、环保等方面具有明显优势。

建设过程中,项目团队积极推行标准化建造、信息化管控、绿色化生产,建立了钢筋加工及构件预制配送中心,采用智能分拣机器人等全自动钢筋加工设备,降低人工投入,设置了集现代化、智能化、信息化和机械化于一体的全封闭式混凝土供应中心,涵盖污水零排放系统、粉尘零排放系统、混凝土加冰系统、防尘降噪系统、设备智能监控系统和长距离皮带输送系统。

同时,团队结合5G技术、北斗精确定位、光纤检测、多目标雷达跟踪、光谱检测、大数据分析等技术,通过视觉疲劳唤醒系统、交通事件检测及预警系统、智能无极调光照明系统和隧道通风运营节能系统等,推动现代高新技术与高速公路建设的深度融合,打造了一条智能隧道。

“三重六层”防水施工

作为水下隧道,施工防水是最为关键的一步。针对“十隧九漏”的质量通病,太湖隧道研发了“三重六层”防水施工技术。第一重防水是混凝土结构自防水,采用基于水化速率和加冰物理降温阶段收缩协同调控方法,在满足施工和易性、强度的前提下,对混凝土原材料及其性能进行专项量化设计和选择;同时引入分布式光纤传感技术,实时采集温度、振动数据,控制混凝土浇筑质量,实现主体结构混凝土无贯穿性裂缝。第二重防水是在施工缝、变形缝处设置外贴式止水带、中埋式钢边止水带和内装可卸式止水带,实现最佳“接缝防水”。第三重防水是隧道外包防水,在隧道外侧包裹一层防水卷材,仿佛穿上了一件“雨衣”,实现了太湖隧道滴水不漏的建设目标。

为了降低施工过程中可能对太湖带来的生态扰动,项目团队进行了一系列技术创新:通过建设全封闭混凝土供应中心、钢筋加工配送中心,实现生产粉尘、固体垃圾“零”排放;通过定期开展蓝藻打捞、增殖放流,实施湖面补偿,促进太湖生态环境修复。同时,全面引入太阳能空气能等绿色能源,实施废弃混凝土绿色处理,实现资源循环利用。

科技助力

在科技方面,太湖隧道利用了 5G、北斗精确定位、光纤检测、多目标雷达跟踪、光谱检测、大数据分析等技术,配备视觉疲劳唤醒系统、交通事件检测及预警系统、智能无极调光照明系统和隧道通风运营节能系统等。

智慧隧道

“星空顶”——即LED可变景观带,整个隧道顶部交替设置有三处,“蓝天白云”和“夜晚星空”不仅美观,还能有效缓解驾驶员长时间在密闭空间中行车的紧张和压抑情绪。侧墙用“蓝”“黄”“绿”三种色带装饰,色带间采用几何渐变条带衔接宛如飘带,这其实就是隧道设置的智能视觉系统,它能有效缓解驾驶员的疲劳感。

太湖隧道隧道内不仅支持5G北斗导航,地下还铺设了专用光纤,可回看行车轨迹。建成后,隧道内设置的路网衔接诱导系统可对拥堵状态下的交通流进行合理调配,实现区域路网交通有效疏导。

建设意义

长期以来,受制于太湖水域的地理阻隔,无锡高速公路在市区西南片一直空白,无锡市对外交通主要集中在城市北部。以太湖隧道为最关键节点工程的苏锡常南部高速公路通车后,无锡可构建起四通八达的高速公路环线。锡宜高速的车流可通过雪堰枢纽转走苏锡常南部高速,一隧穿湖到达南泉,进入太湖新城,比从惠山区绕过来,最起码节省20分钟。

以太湖隧道为最关键节点工程的苏锡常南部高速公路常州至无锡段建成通车,不仅填补了无锡高速公路环线在西南部的空白,还构建起沪宁间的第二条高速公路通道,有力推动了长三角区域经济社会一体化发展。不仅如此,这条湖底隧道的建设,为兼顾工程建设和太湖原生态原风貌保护作出了有益探索。

荣誉奖项

参考资料

太湖隧道,通车又近一步!.澎湃新闻.2024-02-18

无锡太湖隧道,通过验收.无锡eTV全媒体.2024-02-18

国内最长的湖底隧道,太湖隧道正式通车.IT之家.2024-02-18

国内最长的湖底隧道,太湖隧道正式通车.IT之家.2024-02-18

五峰山大桥拟收费35元/车次、太湖隧道拟收费50元/车次?江苏这些高速、桥隧收费标准本月底听证.现代快报网.2024-02-18

国内最长水下隧道太湖隧道建成通车.中国科技网.2024-02-18

网红太湖隧道,春节通行流量达30万,出行要注意.无锡交警.2024-02-18

苏锡常南部高速公路最新进展,住无锡全国、省政协委员带你看这里.无锡政协.2024-02-18

我国最长湖底隧道正式通车.今日头条·新华网客户端.2021-12-30

国内在建最长湖底隧道苏锡常南部高速公路太湖隧道工程南泉段主体完工.中国经济网.2024-02-18

重磅消息!太湖隧道通过交工验收.澎湃新闻.2024-02-18

国内最长湖底隧道正式通车.新华网.2024-02-18

“监控+定向语音”太湖隧道全覆盖.无锡市人民政府.2024-02-18

太湖隧道下半年开建 有5个玄武湖隧道长.扬子晚报.2024-02-18

太湖隧道开始施工 将于2020年12月竣工.中国江苏网.2024-02-18

太湖隧道全面进入主体工程施工阶段.无锡市人民政府.2024-02-18

苏锡常南部高速公路太湖隧道工程建设现场迎来节点性施工.中国江苏网.2024-02-18

太湖隧道最新进展来了!马山段隧道入口先睹为快~.江南晚报.2024-02-18

苏锡常南部高速公路太湖隧道工程南泉段主体完工.中国经济网.2024-02-18

【新华日报】太湖隧道实现全封闭.江苏省交通运输厅.2024-02-18

全聚焦丨2023年公路特长水下隧道应急演练在太湖隧道举行.荔枝网.2024-02-17

国内最长水下隧道——太湖隧道创新成果通过专家评价.扬子晚报.2024-02-18

太湖隧道!国内在建最长湖底隧道全线贯通.国务院国有资产监督管理委员会.2024-02-18

历经4年建设,国内最长湖底隧道——太湖隧道通过交工验收.无锡新传媒网.2024-02-18

太湖隧道35kV岸上供电主站全部建成投运.江苏省交通运输厅.2024-02-18

太湖隧道通风系统施工图设计通过审查.江苏省交通运输厅.2024-02-18

江苏省交通运输厅门户网站 媒体关注 【扬子晚报】国内最长湖底隧道—— 太湖隧道本月将全线贯通!.江苏省交通运输厅.2024-02-18

10.79公里!中国最长水下隧道通车.央视新闻.2024-02-18

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太湖隧道工程专项技术获国际专利.江苏省交通运输厅.2024-02-18