跨河發(fā)展，交通先行。今年六月濟(jì)樂(lè)高速南延吹響濟(jì)南北跨黃河發(fā)展的號(hào)角，濟(jì)南人開始憧憬天塹變成城市內(nèi)河的“大濟(jì)南”美好前景了。而近期在濟(jì)南實(shí)施的“北跨”戰(zhàn)略中，“三橋一隧”規(guī)劃部署正向前推進(jìn)，部分橋隧工程將年內(nèi)動(dòng)土，濟(jì)濼路穿黃隧道作為首個(gè)推進(jìn)的“三橋一隧”項(xiàng)目，備受社會(huì)關(guān)注。日前，濟(jì)南跨黃“三橋一隧”通過(guò)專家論證，濟(jì)南市城鄉(xiāng)交通運(yùn)輸委也宣布穿黃隧道工程將實(shí)現(xiàn)年內(nèi)動(dòng)土。

黃河自古被稱為天塹，而濟(jì)南要建的穿黃隧道是國(guó)內(nèi)最大的，其工程難度顯而易見。記者采訪了解到，中國(guó)已經(jīng)有很多地方建成了類似穿越長(zhǎng)江、湖泊的隧道，也有一些穿越黃河的隧道已經(jīng)建成。濟(jì)南還有在泉水條件下建設(shè)軌交隧道的獨(dú)特經(jīng)驗(yàn)，濟(jì)南穿黃隧道建設(shè)雖然有難度，但前有外地成功案例可借鑒，后有濟(jì)南軌交實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)積累，穿越黃河是指日可待的事。

濟(jì)南穿黃隧道工程水下施工難度究竟有多大？盾構(gòu)如何下穿湍流不息的黃河呢？為此，記者輾轉(zhuǎn)南京、蘇州等地，探訪建成通車的南京長(zhǎng)江隧道和在建的蘇通GIL綜合管廊工程，還采訪了穿越黃河的部分工程，真實(shí)體驗(yàn)了水下隧道為城市交通提供的方便快捷，全方位了解了目前中國(guó)水下盾構(gòu)技術(shù)的成熟安全，濟(jì)南穿黃隧道工程已無(wú)技術(shù)障礙。

水下60米過(guò)隧道似平地

隨著各學(xué)科技術(shù)水平與制造業(yè)水平的快速發(fā)展，中國(guó)盾構(gòu)法隧道的直徑、推進(jìn)長(zhǎng)度和施工技術(shù)，創(chuàng)造并刷新了一系列水下工程的世界紀(jì)錄。目前世界上已建成的直徑最大的盾構(gòu)隧道——上海市崇明越江通道南港隧道，其盾構(gòu)外徑達(dá)到15.0米；我國(guó)首條單洞雙線地鐵盾構(gòu)隧道——南京地鐵10號(hào)線長(zhǎng)江隧道，是當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)掘進(jìn)距離最長(zhǎng)、埋深最深、水壓最高、地質(zhì)最復(fù)雜的地鐵盾構(gòu)過(guò)江隧道，隧道長(zhǎng)距離穿越強(qiáng)透水、高水壓粉細(xì)砂層，及部分礫砂、卵石層，施工風(fēng)險(xiǎn)巨大。

近日記者來(lái)到通車7年的南京長(zhǎng)江隧道，它有著“萬(wàn)里長(zhǎng)江第一隧”之稱，從長(zhǎng)江南岸濱江快速路與應(yīng)天大街互通立交過(guò)渡段一路向北，就進(jìn)入江底隧道，隧道為雙向6車道。從隧道表面看，過(guò)江隧道內(nèi)部與其他公路隧道并無(wú)區(qū)別。穿過(guò)整個(gè)隧道渡江僅需5分鐘，隧道內(nèi)限速80公里/小時(shí)，光線良好，手機(jī)信號(hào)不受任何影響。

重回地面后，記者還問(wèn)隨行人員：“快進(jìn)入穿江隧道了嗎？”當(dāng)?shù)弥呀?jīng)回到地面時(shí)，記者不敢相信剛才已經(jīng)通過(guò)了水下60米深處的過(guò)江隧道。目前，南京長(zhǎng)江隧道日均車流量9萬(wàn)輛左右。如果這樣的隧道穿越黃河濟(jì)南段，從地下通過(guò)天塹也不過(guò)是幾分鐘的事。

濟(jì)南穿黃將用“大家伙”

濟(jì)南穿黃隧道將采用盾構(gòu)施工法，施工原理與濟(jì)南市民已經(jīng)熟悉的軌道交通隧道工程相似。不過(guò)，軌交施工用的是土壓盾構(gòu)機(jī)，而且直徑小得多，只有六七米。而穿黃隧道用的盾構(gòu)機(jī)可能為泥水盾構(gòu)機(jī)，通俗點(diǎn)來(lái)說(shuō)就是不用運(yùn)輸渣土，而是泥水通過(guò)盾構(gòu)機(jī)實(shí)時(shí)送出，它的直徑可能達(dá)到15米左右，是一個(gè)超過(guò)以往的“大家伙”，有5層樓那么高。

記者在蘇通GIL隧道見到了他們所用盾構(gòu)機(jī)，直徑12米多，這樣的“大家伙”讓人望而失畏。據(jù)中鐵十四局大盾構(gòu)公司施工負(fù)責(zé)人陳鵬介紹，隧道開挖后，泥水盾構(gòu)機(jī)在前面施工，底部輸送機(jī)會(huì)持續(xù)運(yùn)送一片片水泥預(yù)制管片，盾構(gòu)機(jī)前部一個(gè)圓弧形的“大吸盤”，吸住預(yù)制管片后向上旋轉(zhuǎn)，在盾構(gòu)機(jī)殼體內(nèi)拼接成圓形隧道，一次成形永久的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)，確保隧道不因外界壓力而坍塌。組成圓形隧道壁的管片，在盾構(gòu)機(jī)殼體內(nèi)拼裝，精度可達(dá)到1毫米。盾構(gòu)機(jī)在液壓千斤頂?shù)耐苿?dòng)下前行，每前進(jìn)2米，拼裝成一環(huán)新的管片，最終形成一個(gè)密封的水泥管道……就這樣掘進(jìn)、拼環(huán)、再掘進(jìn)、再拼環(huán)，水下隧道在不斷循環(huán)中向前延伸。此外，盾構(gòu)機(jī)在前進(jìn)的同時(shí)會(huì)自動(dòng)在圓形隧道內(nèi)架設(shè)箱涵，并在箱涵上鋪設(shè)預(yù)制水泥板，形成未來(lái)的路面。陳鵬告訴記者，每個(gè)隧道用的盾構(gòu)機(jī)都有很大區(qū)別，這主要與施工段的地質(zhì)有關(guān)。

黃河上下已有6條隧道

盡管我國(guó)在長(zhǎng)江流域和部分湖泊有多次穿越水底的施工經(jīng)驗(yàn)，但黃河有獨(dú)特的地質(zhì)條件，下游已成“懸河”，穿越黃河也這么容易嗎？中鐵十四局大盾構(gòu)公司黨委書記張小峰告訴記者，據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)穿越黃河的隧道工程有6條，分別為西氣東輸三次穿越黃河(寧夏中衛(wèi)、山西永和縣、河南鄭州)工程、南水北調(diào)中線穿黃隧道工程(河南鄭州)、蘭州軌道交通1號(hào)線二次穿越黃河工程，主要施工方法為鉆爆法、頂管法和盾構(gòu)法。2016年5月建成通車的蘭州軌道交通1號(hào)線是國(guó)內(nèi)目前唯一一條具備交通功能的黃河隧道，不過(guò)其直徑是濟(jì)南穿黃隧道的一半左右，將為濟(jì)南穿越黃河提供寶貴的參考經(jīng)驗(yàn)。

蘭州軌道交通1號(hào)線工程盾構(gòu)區(qū)間總長(zhǎng)2133米，穿越黃河段317米，最大埋深36.5米，最淺處距地面19.5米。盾構(gòu)機(jī)主要行走于卵石含量達(dá)80%的大粒徑、高硬度、全斷面卵石地層中，水頭壓力高、卵石含量大且硬度高，面臨著擊穿河床、河水倒灌、卡死刀盤等巨大風(fēng)險(xiǎn)，被中國(guó)工程院院士錢七虎、梁文灝等國(guó)內(nèi)知名專家評(píng)為“世界級(jí)難題”。工程配備直徑6.48米的泥水盾構(gòu)機(jī)和土壓平衡盾構(gòu)機(jī)各一臺(tái)，施工中解決了氣墊艙卵石滯排、排漿循環(huán)回路頻繁堵塞、工作面氣密性差、保壓困難容易失穩(wěn)等一系列技術(shù)難題，成功攻克了地質(zhì)條件較差、卵石含量高、地下水位高、滲透系數(shù)大和地層弱膠結(jié)等世界級(jí)難題，系統(tǒng)總結(jié)了盾構(gòu)地鐵穿黃關(guān)鍵技術(shù)，形成了一大批優(yōu)秀技術(shù)成果及工程實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，為盾構(gòu)地鐵穿黃建設(shè)提供了可靠的技術(shù)支撐。

濟(jì)南穿黃隧道到底難在哪？曾參與濟(jì)南穿黃隧道論證的專家告訴記者，黃河濟(jì)南段是下游，河床比市區(qū)地面高4—5米，是有名的“懸河”，隧道施工有其特殊性。而水下工程最大隱患是水的問(wèn)題，如何保證黃河水不滲透是工程最大難點(diǎn)。這樣的地層還易出現(xiàn)的問(wèn)題是糊刀盤，黏土糊在刀盤面板，導(dǎo)致刀盤轉(zhuǎn)不動(dòng)。如果加大馬力硬往前推，刀盤的溫度會(huì)迅速升高，會(huì)達(dá)到200多攝氏度，這時(shí)稍有不慎前面的黏土就“熱”成了磚而前功盡棄。因此，精心設(shè)計(jì)盾構(gòu)機(jī)，在施工過(guò)程中根據(jù)情況及時(shí)調(diào)整刀頭，一切問(wèn)題才會(huì)迎刃而解。

備注：數(shù)據(jù)僅供參考，不作為投資依據(jù)。