全國首個實現“預測性養護”的隧道,上海外環隧道煥新歸來
更新于:2025-03-26 03:05:40

3月22日0時,上海S20外環隧道大修工程將正式完工並恢復通車。澎湃新聞記者從上海城投公路集團獲悉,該工程歷時365天,同步構建了既有公路隧道更新的成套技術體系,並實現了既有隧道建管養一體化智慧管控,為推動城市公共空間設施優化提供了可複製的“上海經驗”。

外環隧道門頭(大修後)  圖片均為上海城投公路集團

突破性研發首創“內置式接頭修復技術”

2003年建成通車的外環隧道是中國首條採用沉管法施工的特大型越江隧道,毗鄰外高橋港區及物流倉儲集群,曾經是上海北部地區唯一的大型貨運車輛越江通道。郊環隧道可通行貨運車輛后,外環隧道仍然承擔區域內近七成集卡越江通行需求。據統計,外環隧道歷年車流量峰值近3000萬輛,為通車初期的2.4倍,大型貨車(含集卡)約佔流量的80%。多年來由於超負荷運營等各種原因,隧道留下沉管接頭滲漏、路面損壞等“歲月痕跡”。

外環隧道門頭(大修前)

沉管接頭修復是業界公認的難題。針對沉管結構特點,城投公路組織上海隧道設計院、隧道股份上海隧道、同濟大學組建技術專家團隊,突破性研發首創“內置式接頭修復加固技術”,對沉管段736米隧道內部結構完成修復。該技術方案在沉管隧道修復領域中尚屬首例。

同時,隧道內機電設備均完成系統性升級,風機總推力提升近20%,增設智慧排水泵、暗埋段全線水噴霧系統,進一步強化防汛及消防保障。

施工現場

數位孿生技術助力,成全國首個“預測性養護”隧道

建設過程中,工程團隊運用數位孿生技術,基於BIM模型串聯近萬台運行設施、健康檢測設備,搭建“建管養一體化智慧管控平臺”對隧道進行類比,即時反映隧道結構健康、機電設備設施狀態、車流荷載、江潮水位等動態數據,利用數據分析、機器學習等技術毫米級實時監測隧道結構健康狀態,預測隧道未來的運行狀況,提前研判故障與養護需求,實時監測與反饋養護效果,輔助科學養護決策。這項技術也讓外環隧道成為全國首個實現“預測性養護”的隧道。

客貨分離車道

隧道內瀝青路面

外環隧道監控管理中心

外環隧道大修後,其路面狀況、駕駛視覺等顯著改善,車輛限速由大修前的50公里/時調整至60公里/時,並設置了相應的客貨分道及可變車道。隧道內密佈“雷視一體機”,精準捕捉車輛軌跡、車速,即時分析三孔車流量,智慧聯動調度潮汐車道及信號系統,實現交通異常預警與主動干預,顯著提升通行效率。

外環隧道健康監測平臺

混凝土銑刨

外環隧道浦西出入口

視覺方面,隧道內燈光可根據洞內外亮度值、時間、季節、天氣等進行亮度調節,同時隧道側牆安裝金屬複合板,讓駕駛體驗更舒適。提升通行秩序方面,在隧道浦東出入口設置動態稱重檢測設備,覆蓋10車道,嚴控超載車輛。

外環隧道浦東出入口

城投公路集團表示,修繕工程中取得的多項標準及專利成果,填補了我國隧道修復技術的多項空白,建立起國內首套《隧道結構健康監測系統技術標準》。外環隧道將與郊環隧道共同為上海北部地區構築更可靠的貨運通道,並進一步提升上海外環北段通行效率,服務大吳淞地區與浦東地區發展。

外環隧道夜景