穿越中國黃河，世界最大水下盾構(gòu)隧道開掘

香港新聞網(wǎng)9月2日電 據(jù)“中國鐵建”公眾號消息，9月1日，隨著“山河號”盾構(gòu)機(jī)刀盤緩緩轉(zhuǎn)動(dòng)，由中鐵十四局承建的濟(jì)南市黃崗路穿黃隧道始發(fā)掘進(jìn)，標(biāo)志著世界最大水下盾構(gòu)隧道開啟穿越黃河之旅。

圖源：“中國鐵建”公眾號圖片(下同)

近年來，濟(jì)南市大力踐行“攜河北跨”戰(zhàn)略，跨越黃河天塹的交通設(shè)施密度不斷增加。此次盾構(gòu)始發(fā)的濟(jì)南市黃崗路穿黃隧道穿越黃河和沿線多條公路，全長5755米，其中盾構(gòu)段長約3290米，將與在建G309互通立交相銜接，打通濟(jì)南市黃河兩岸交通大動(dòng)脈。

為了保障這條世界最大水下盾構(gòu)隧道順利建設(shè)，施工單位中鐵十四局量身打造了“鋼鐵巨獸”“山河號”盾構(gòu)機(jī)。該設(shè)備刀盤直徑17.5米，相當(dāng)于6層樓高，配備帶壓復(fù)合型刀盤、伸縮式主驅(qū)動(dòng)等先進(jìn)技術(shù)和超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、同步注漿檢測等智能化裝備系統(tǒng)，盾構(gòu)機(jī)總裝達(dá)到世界先進(jìn)水平。

盾構(gòu)機(jī)長查看盾構(gòu)機(jī)數(shù)據(jù)

相較常規(guī)盾構(gòu)機(jī)，17米級超大直徑盾構(gòu)機(jī)的系統(tǒng)集成更復(fù)雜，施工難度和風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)呈幾何式增長，“山河號”盾構(gòu)機(jī)開挖面積達(dá)到240平方米，每環(huán)管片足有12塊，拼裝風(fēng)險(xiǎn)更大、時(shí)間更長，精準(zhǔn)度也更難控制。

雙層內(nèi)部結(jié)構(gòu)

得益于超大開挖直徑，隧道采用單洞雙層構(gòu)造，可實(shí)現(xiàn)上下各3車道雙向通車。超大直徑盾構(gòu)隧道的應(yīng)用，可有效節(jié)省城市地下空間，預(yù)計(jì)節(jié)約15%的投資成本，同時(shí)，隧道單層凈高4.2米，可滿足通行公交、消防及救援車輛要求，極大提高通行能力。

萬里黃河萬里沙，在黃河之下富含砂石和粉質(zhì)黏土，在盾構(gòu)穿越過程中，最低點(diǎn)距離水面63米，重達(dá)5200噸的“鋼鐵巨獸”要穿越“粘糕”一樣的地層，沉降控制是關(guān)鍵，尤其是在穿越黃河大堤時(shí)，最大沉降要求不能超過1厘米;此外，黃河下還夾雜著大量鈣質(zhì)結(jié)核，就像“粘糕”里鑲嵌著大小不一的石頭，給隧道施工帶來巨大的挑戰(zhàn)。

“山河號”盾構(gòu)機(jī)內(nèi)景

為了讓盾構(gòu)機(jī)順利吃下這塊“軟骨頭”，憑藉豐富的水下隧道施工科研數(shù)據(jù)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對盾構(gòu)機(jī)“消化系統(tǒng)進(jìn)行升級”，采用定制化刀盤，通過裝備適合黃河流域黏土地層的撕裂刀和高流量中心沖刷泵，有效應(yīng)對刀盤結(jié)泥餅問題，提高底部排渣效率。同時(shí)采用同步注雙液漿技術(shù)，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)隧道沉降的毫米級精控。

此外，為了保護(hù)黃河兩岸生態(tài)環(huán)境，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)堅(jiān)持“綠色施工”的理念，通過加大資金投入，增加壓濾設(shè)備，開展壓濾尾水無害化及梯級資源化利用關(guān)鍵技術(shù)研究，使廢漿處理方量能夠滿足每天的推進(jìn)需求，也將為我國大型穿越黃河隧道泥漿尾水處置難的瓶頸問題提供新的解決思路和技術(shù)方案。

濟(jì)南黃崗路穿黃隧道工程是構(gòu)建南北向跨黃河的大通道之一，建成后，將助力濟(jì)南黃河兩岸互聯(lián)互通，有力推進(jìn)黃河北岸城市建設(shè)全面提速，促進(jìn)濟(jì)南從“大明湖時(shí)代”邁向“黃河時(shí)代”，為黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展提供有力支持。