南京应天大街长江隧道(江苏南京的过江通道)

南京应天大街长江隧道，简称应天大街隧道，原称南京长江隧道，是中国江苏省南京市境内的隧道，位于浦口区黄家村扬子江隧道南侧5公里左右，被称为“万里长江第一隧”。

2005年3月，南京应天大街长江隧道工程奠基，并于同年9月正式开工。2009年5月20日，隧道左线正式贯通。同年8月22日，隧道右线正式贯通，标志着南京应天大街长江隧道全线胜利贯通。2010年5月28日，隧道正式通车。2019年12月20日，隧道更名为“南京应天大街长江隧道”。该隧道东接应天大街高架，西侧直通浦口大道，南起南京市主城区的滨江快速路与纬七路互通立交，北至浦口区的宁合高速公路入口，与江北大道快速路对接，中间横穿江心洲街道岛。

南京应天大街长江隧道采用了“左盾构隧道+右汊桥梁”方案，按双向6车道城市快速路标准建设，内部共3车道。隧道全长6042米，限速80公里/小时，投资成本达33亿元人民币，使用年限为100年。隧道在施工过程中攻克了隧道超宽、地质条件复杂、透水性强、覆土超薄等六大世界级难题，先后投入3000多万元科研经费，完成30余项专题论证，申报专利15项。隧道有效缓解了交通压力，并对实现南京市政府提出的跨江发展战略，拉动江北经济快速发展起到了促进作用。此外，隧道还获得了2013年中国建设工程鲁班奖、2014年至2015年度国家优质工程奖金质奖、第十三届中国土木工程詹天佑奖等多个奖项。

名称由来

南京应天大街长江隧道虽然穿越江心洲，但由于还有南京长江第五大桥穿越江心洲街道，不具备唯一性，考虑以南京长江隧道连接的路名来命名这条过江通道。与江北连接线“浦口大道”相比，“应天大街”之名本身来源于600多年前南京被朱元璋定都于此，名“应天府”，江南段连接线“应天大街”用于该过江通道命名显然更合适。因此，应天大街作为长江隧道的名称更具指向性、传承性和纪念性。

历史沿革

2005年3月29日，南京应天大街长江隧道工程奠基，一条建筑长度3825米，盾构直径15米的巨大水底长廊开工建设。同年9月，隧道工程正式开工。2008年5月16日，隧道开始破门施工。2009年4月，隧道工程取得重大进展，泥水盾构机已成功穿越长江江中冲槽超浅覆土地段，这标志着左线隧道施工风险最大、技术含量最高的难题被攻克。同年5月20日，隧道左线正式贯通。同年8月22日，隧道右线正式贯通，标志着南京应天大街长江隧道全线胜利贯通。成型的隧道光滑平整、美观整洁、不渗不漏，管片拼装无错台，管片生产和隧道施工工艺、质量达到世界一流水平，受到国内外专家和业内人士的一致认可和高度评价。2010年5月28日，该隧道正式通车。2019年12月20日，隧道的名称由“南京长江隧道”正式更名为“南京应天大街长江隧道”，简称为应天大街隧道。

建设与规划

地理位置

南京应天大街长江隧道位于浦口区黄家村，扬子江隧道南侧5公里左右，东接应天大街高架，西侧直通浦口大道，南起南京市主城区的滨江快速路与纬七路互通立交，北至浦口区的宁合高速公路入口，与江北大道快速路对接，中间横穿江心洲岛，被称为“万里长江第一隧”。隧道由江南滨江快速路与应天大街西延线互通立交过渡段接入点起，至江北收费广场连接快速路500米处止。

建设单位

南京应天大街长江隧道由中铁第四勘察设计院集团有限公司设计、中铁十四局集团有限公司建设。

结构与设计

地质条件

南京应天大街长江隧道工程盾构段位于长江河床底部及长江冲淤积低漫滩，盾构隧道穿越江面宽度约2600m，高水位多年平均值8.37m，最大水深28.8m。隧道主要穿越第四系和白垩系地层，隧道场地通过部位不存在断裂或破碎带。上部第四系地层主要有：长江段水下地层上部由第四系全新统新近沉积松散粉细砂组成，中部由第四系中密~密实粉细砂组成，下部由上更新统密实状砾砂、圆砾等组成；第四系地层下伏基岩为白垩系钙质泥岩夹钙质细砂岩。隧道穿越的主要地层为：淤泥质粉质黏土地层、粉细砂地层、砾砂地层、圆砾地层以及极少强风化泥岩。

隧道穿越的地层以粉细砂、砾砂与圆砾地层为主，其中三种地层的复合地层占整个隧道长度的43%以上，这种地层具有上软下硬、软硬不均、透水性强、施工难度大等特点。其中，砾砂与圆砾地层的渗透系数高达10-2cm/s，地层中黏土颗粒(细颗粒)含量偏少，不足5%，对泥水加压式盾构在开挖面上形成泥膜非常不利；盾构穿越的各地层中砂石的石英含量普遍较高，尤其砾砂与圆砾地层石英含量高达70%以上，对刀具的选择和耐磨性提出了更高的要求。

隧道结构

隧道采用“左汊盾构隧道+右汊桥梁”方案，隧道埋深在江下11米至22米。左汊盾构隧道建筑长度3.9km，盾构段长度3020m。右汊江心洲大桥全长665.5m，主跨248m，接线道路1398m，为独塔自锚式悬索桥，主塔高107m，大桥双向六车道，并设有专门的人行道，共行人步行过江。隧道部分按双向6车道城市快速路标准建设，隧道内共3车道，两个车道宽3.5米，一个车道宽3.75米，其中，宽车道为客车、公交车专用车道。此外，为提高车道亮度，隧道两侧墙面色彩将采用乳白色的瓷砖贴面，而3.5米高以上墙面及天花板则喷涂黑色耐火涂料，与白色墙面形成强烈的对比。考虑到醒目的竖线条会扰乱司机视觉，隧道内线条设计简洁、流畅。

隧道参数

参考资料：

运行情况

票制票价

2010年5月28日起，隧道的收费标准为南京牌小车单次收费10元，包月卡300元。2016年1月1日起，隧道免费通行，但仍然矗立在路上的收费站限制了过往车辆速度。2018年3月22日至3月26日，隧道收费站完成了拆除施工作业，被正式拆除。

通行事项

2016年末，南京应天大街长江隧道开始实施24小时通行，每天夜间采用两股车道管养作业、一股车道通行车辆的方式，满足夜间过江需求。但为了保证隧道消防安全，每年上半年和下半年各需要15天左右时间实行夜间全封闭，集中检修隧道消防自动喷淋系统，进行消防演练。出于安全考虑，隧道内的部分检查养护作业无法在日常养护过程中开展，因此需要在全封闭养护期间完成检查养护工作。全封闭期间，除双向封闭应天大街长江隧道外，横江大道往浦口大道方向的匝道也将封闭，车辆应从前方加油站位置掉头绕行。

系统与设备

测控系统

南京应天大街长江隧道三维测控系统构建首选的测量技术是GPS技术和精密水准测量技术。通过GPS技术获得的平面坐标实现隧道施工平面位置的精准控制，通过对GPS点的精密水准测量实现隧道施工立面位置的精准控制。

隧道三维测控系统的长度投影基准面采用隧道平均高程面，投影带中央子午线为过隧道中央位置的子午线。平面直角坐标系统采用独立系统，独立平面直角坐标系统起算基准点TCP2的坐标通过GPS测定，起算方位角TCP2~TCP3也通过GPS测定。高程控制采用独立系统，但其起算基准点(TCP2)的高程采用国家高程。平面直角坐标系统与高程系统的点位是统一的，即每一个控制点都是三维控制点。三维测量精度应达到国家二等控制的要求。

三维基准点的高程以南京长江大桥为通道按二等水准测量的精度实现隧道两端高程系统的高精度统一。为了防止水准测龟过大桥时桥梁振动对水准测量成果的影响，借助跨河光电测距三角高程测量方法进行校验，同时，借助隧道两端三维基准点的GPS大地高差进行辅助校验。而为了提高隧道掘进的三维控制精度，TCPl和TCP2基准点应尽量布置在隧道左右孔洞的中线上，以便使进洞三维导线构成直伸型。

消防系统

南京应天大街长江隧道消防设计中，除了在隧道车行道间距25m布置4只磷酸铵盐于粉灭火器外，还采用了消火栓、泡沫-水喷雾联用灭火系统。其中，消火栓灭火系统由消火栓、消火栓泵机组、供水管道和报警按钮组成。泡沫-水喷雾联用灭火系统由组合喷头、泡沫喷雾控制阀组、水喷雾泵组、供水管道及泡沫液泵、泡沫液管道和泡沫液储罐等组成。

浦口区和江心洲街道盾构工作井地下1层布置消防泵房，内设水喷雾泵组和消火栓泵组，将消防水池水加压，供泡沫-水喷雾联用系统和消火栓系统用水。另设泡沫泵组，将消防泵房泡沫罐泡沫液加压，供泡沫-水喷雾联用系统使用。消火栓管、泡沫液管、水喷雾干管从消防泵房引出后，沿两条隧道纵向敷设，全线贯通。消防干管上设减压阀，保持其正常工作压力。间隔300m左右设一个闸阀，在总管的高点处设排气阀，在江中最低点设放水阀。隧道两端工作井消防泵房附近各设2座500m3消防水池，储存一次火灾的消防用水量。此外，为排出隧道火灾时产生的消防废水和隧道结构渗漏水，在隧道最低点处和工作井底部设有废水泵房，分段收集隧道内废水排出隧道。

给排水系统

给水系统

隧道管理用房给水，直接从市政自来水管网接人，以满足生产、生活用水需要。

排水系统

隧道排水包括废水排水系统和雨水排水系统。在隧道和工作井的最低处设置废水泵房，以排除消防废水、冲洗废水、结构渗漏水等。在隧道洞口处设置雨水泵房，以排除下雨时截流的隧道洞口衔接道路之雨水。隧道配置有提升泵2台，废水泵6台，潜水泵6台，雨水泵7台。排水系统采用浮球开关分级控制方式。

电力系统

南京应天大街长江隧道照明系统通用照明段采用T8型荧光灯，灯具类型为防灯，数量为2300支，单支功率为2.58KW，出口段和入口段均采用高压钠灯进行辅助照明数量有300个，单支功率有0.4KW、0.25KW和0.15KW等几种规格。

通风系统

南京应天大街长江隧道配置有射流风机57台，单台功率30KW，轴流风机11台，单台功率分为 200KW，250KW和75KW。其中射流风机采用软启动方式，轴流风机通过变频器分级控制转速。

施工设备

隧道施工使用的“巨无霸”盾构机规模居世界第二，是专门向世界专业盾构机生产厂家之一的德国海瑞克公司“量体裁衣”进行定制的，其直径达14.93米，相当于5层楼高，机组总重约4000吨，总长100多米，最快每小时江底可前进1米。

安全设施

隧道每隔80米在一侧路面上都有一个大盖子，市民只要按一下开关，这个盖子就会弹开，然后市民可顺着逃生滑梯来到路面下的通道，该设计主要是考虑到隧道内发生火灾并产生大量烟雾时逃生所用。另外，隧道内还将安装水喷雾头、加强照明灯、车道信号灯、扬声器、监控摄像机、防冲击侧石、路边沟、电缆通道、安全通道等共23种设置，可保证行车安全。

此外，为消除进出隧道洞口时的“黑洞效应”和“白洞效应”，确保行车安全，在隧道两端洞口内外还设置了光过渡带。光过渡带由自然光过渡及人工光过渡组成。自然光过渡段长60米，由钢筋混凝土栅梁及遮光隔片组成。为了加强光过渡效果，一方面适当抬高出口的高度，以增加进光量；另一方面，在栅梁底部还设置了开口面积由大到小的菱形孔，使进光量由大到小，逐步过渡。

特色与价值

技术难题

隧道工程面临着诸多世界级技术难题和挑战，可以概括为以下六个方面。

1、一是“大”，隧道使用的盾构直径超大，开挖直径达到14.96米，截至2009年8月，是世界上最大的泥水平衡盾构机之一，盾构机尺寸的增大使施工难度和风险呈几何级增长。

2、二是“高”，施工中承受的水土压力达到6.5千克/平方厘米(即相当于65米水头压力)，居超大直径盾构水下隧道项目之首(截至2009年8月)。

3、三是“深”，隧道最深度处到江底60米处，地层透水性极强，所有水头压力均直接作用在隧道上，江底掘进风险巨大。

4、四是“薄”，江底盾构覆土厚度超浅，江中长150m的冲槽地段，隧道上方覆土厚度不足1倍洞径(约10.79米，仅为开挖直径的0.72倍)，且地质为粉细沙层，施工塌冒顶风险极大；盾构机始发和接收超浅埋，隧道洞口段上方覆土厚度仅5.5米(约0.37倍开挖直径)，在同类隧道中埋深最浅，对盾构开挖时开挖面稳定和地层沉降控制的技术要求极高。

5、五是“长”，盾构水下一次掘进距离长，地质条件复杂，在掘进过程中刀具更换极为困难，两条双向六车道的3020米的盾构段隧道掘进需一气呵成，对刀具保护要求极高。隧道三千米的地质对刀具的磨损相当于地铁盾构掘进17千米，而通过江中石英含量高的砂砾层对刀具的磨损相当于同类盾构机在软土地层掘进30千米。

6、六是“险”，在设计方面，超大直径水下盾构隧道的设计理论和经验在中国几乎是空白，国外经验也不足。施工方面，地质条件异常复杂，隧道在江底穿越淤泥、粉细沙、砾砂、卵石和风化岩层，透水系数是粘土层的千倍以上，且松散容易坍塌，高透水、高水压的各项指标均达到或超过世界同类工程的风险防范极限。

科研成果

中国铁道建筑总公司在设计、施工过程中攻克了隧道超宽、地质条件复杂、透水性强、覆土超薄等六大世界级难题，工程所需的3.043万块管片和3082节箱涵，产品质量合格率100%，优良率99.9%。自2005年9月开工至2009年8月，项目先后投入3000多万元科研经费，完成了30余项专题论证，申报专利15项，并就5项大课题29项子课题进行科学研究，取得了诸多科研成果，填补了相关领域研究的空白，其中超大型管片衬砌结构原型试验被列入国家“863”计划示范课题。

隧道工程在超大直径盾构超浅埋始发过程中采用了“高压旋喷+降水+冷冻”三重保险的综合加固控制措施，将始发风险化解为零；在6.0kg/cm2的高气压条件下进舱对磨损刀盘刀具进行为期两个月的进行修复，并保证了掌子面的长期稳定可靠，这在中国盾构领域施工尚属首例；左右线盾构在穿越江中覆土最薄、冒顶塌方风险最大的江中冲槽段时，采用了“精确控制最佳掘进参数、一次快速掘进通过”的非抛填穿越方案顺利通过该地层，并创造了单班12小时掘进17米、日掘进32米、周掘进170米和月掘进564米的世界同类超大直径泥水平衡盾构机江底施工的新纪录；盾构机穿越砾砂圆砾复杂地层时，刀具出现严重磨损，在更换刀具所需的周期长、风险大、成本高的情况下，中铁十四局集团有限公司南京长江隧道工程指挥部坚持以我为主、开拓创新的思想，经过反复研究、试验验证，成功研发了适合复合地层施工的新型刀具，其使用寿命比原进口刀具提高了近15倍，该项研究已经申请专利，并为进口设备配件的国产化提供了成功案例，为后续同类工程的施工积累了极其宝贵的经验；在南京长江隧道两条盾构施工中，左线盾构还实现在江中近距离零变形超越右线盾构的施工，这在中国大直径盾构施工中也是第一次。

价值

南京长江隧道工程(即南京应天大街长江隧道工程)是南京市政府第一次采用项目法人市场化招标方式进行建设的大型BOT项目，也是南京市实现跨江发展，推动两岸经济联动发展的重大工程。

隧道建设过程中，先后组织了送培、岗培3000余人次，对所有进场的管理人员、技术人员和设备操作人员，无论是内部职工还是外聘人员，都坚持先培训，持证上岗，员工接受培训率达95%以上。通过对先进设备的学习了解、对高端技术的消化吸收和在施工中的实践锻炼，通过该项目已培养和造就了一大批业务精湛、综合素质高的管理人员、技术人员和一线操作人员，他们已锻炼成长为本职岗位上的能手和骨干，并积极发挥着重要作用。

隧道建成后，车辆过江仅需5分钟，通车能力是南京长江大桥的两倍，改变了长江南京段唯一的桥梁过江方式，大大缓解交通压力，造福百姓。隧道建设是南京市“全面达小康，建设新南京”的要求，它有利于优化城市空间结构，提升城市辐射功能，推进两岸融合互动，也有利于充分利用地下空间，保护南京独特的人文景观和生态环境，缩短了江南江北的距离，对于实现南京市政府提出的跨江发展战略，拉动江北经济快速发展起到了促进作用。

而该隧道的贯通，则标志着长江流域工程技术难度最大、地质条件最复杂、挑战风险最多的越江隧道攻克了所有施工技术难题，中国在特殊不良地质条件下水下隧道建设取得了重大成功，也标志着中国超大直径盾构隧道的施工技术水准达到了一个新高度，中铁二十三局七公司已经掌握了世界上最先进的超大型盾构的推进和超大型隧道的建造技术，新时期渡江战役”取得了重大成果。

所获荣誉

2013年，南京应天大街长江隧道获鲁班奖，为中国首个获全中国建筑行业工程质量最高荣誉——“鲁班奖”的过江隧道工程。2015年12月18日，南京应天大街长江隧道获得了2014年至2015年度国家优质工程奖金质奖。该奖项作为中国工程建设质量方面设立最早、规格最高的国家级荣誉奖励，已成为工程建设行业的重要标杆和示范。2016年3月30日，隧道获第十三届中国土木工程詹天佑奖。