原標(biāo)題：世界最大水下盾構(gòu)隧道——濟(jì)南黃崗路黃河隧道雙層貫通

22件專(zhuān)利鑄就底氣（探訪全球第一）

濟(jì)南黃崗路黃河隧道結(jié)構(gòu)示意圖。中鐵十四局供圖

隨著最后一塊現(xiàn)澆車(chē)道板澆筑完成，世界最大水下盾構(gòu)隧道濟(jì)南黃崗路黃河隧道上下兩層日前順利貫通，單層4.2米的凈高讓公交車(chē)、消防車(chē)也能暢行無(wú)阻。

黃河濟(jì)南段是典型的“地上懸河”，河床比南岸城區(qū)高出6米。在這樣的地段，如何成功開(kāi)挖直徑17.5米、方向偏差在毫米級(jí)的世界最大水下盾構(gòu)隧道？

17米級(jí)超大直徑盾構(gòu)機(jī)“山河號(hào)”首先上陣。“盾構(gòu)機(jī)刀盤(pán)面積240平方米，比半個(gè)標(biāo)準(zhǔn)籃球場(chǎng)還大。”中鐵十四局項(xiàng)目盾構(gòu)經(jīng)理薛永超表示，“山河號(hào)”盾構(gòu)機(jī)還搭載了超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、地層界面識(shí)別、刀具磨損檢測(cè)、同步注漿檢測(cè)等智能化裝備系統(tǒng)，有了智慧大腦，盾構(gòu)機(jī)就“有知覺(jué)”“會(huì)號(hào)脈”，5200噸的龐然大物能實(shí)現(xiàn)全流程感知、預(yù)警和智能決策。

掘進(jìn)過(guò)程中，盾構(gòu)機(jī)需要長(zhǎng)距離穿越粉質(zhì)黏土，這種地層就像“老膠泥”，黏著性高，并且在區(qū)間段2000米范圍內(nèi)不規(guī)則分布著“黃河石”，最大硬度達(dá)41兆帕。“這就像在滿(mǎn)是核桃的黏米糕里穿行，既要防‘粘牙’，又要防卡泵、損刀具。”項(xiàng)目高級(jí)工程師周祥說(shuō)，針對(duì)難纏的“黃河石”，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)研發(fā)出金剛石刀具、碎石機(jī)、雙管路液壓采石裝置，黃河下首次實(shí)現(xiàn)全程3.3公里連續(xù)掘進(jìn)不換刀，最高日進(jìn)尺18米、月進(jìn)尺426米，創(chuàng)造了17米級(jí)盾構(gòu)施工的世界紀(jì)錄。

管片是隧道的鋼筋鐵骨。在這里，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)遇到了管片上浮難題。盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)時(shí)，同步注入的漿液還沒(méi)凝固，管片泡在漿液里，就像一艘巨型貨輪浮在海上，天生就想往上漂。“直徑越大，浮力越大，16.8米的管片外徑，每米產(chǎn)生的浮力近200噸，相當(dāng)于被100多輛小轎車(chē)同時(shí)往上頂。”周祥表示。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)亮出了“殺手锏”。“我們應(yīng)用了自主研發(fā)的第四代同步雙液注漿技術(shù)，這套工藝在管片和地層之間同步注入雙液漿，10多秒即成膠凝狀，30分鐘形成早期強(qiáng)度，好比給管片穿上一件快速凝固的‘金鐘罩’。”薛永超表示，監(jiān)測(cè)顯示，隧道管片上浮量被控制在5毫米以?xún)?nèi)。這個(gè)精度，相當(dāng)于1600多節(jié)的“骨骼”，每一節(jié)的起伏都控制在指甲蓋厚度。

大隧道建設(shè)如此之難，為何還要造？“一次開(kāi)挖，即得兩層，實(shí)現(xiàn)兩洞隧道的交通功能。”周祥解釋?zhuān)�這樣的設(shè)計(jì)，不僅節(jié)約了寶貴的地下空間，更讓工程投資減少約15%。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，該隧道建設(shè)以來(lái)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)攻克28項(xiàng)技術(shù)難題，申報(bào)專(zhuān)利22件，形成17米級(jí)盾構(gòu)施工成套技術(shù)體系。“隧道建造過(guò)程高度智能化、機(jī)械化、綠色化，將推動(dòng)我國(guó)盾構(gòu)隧道技術(shù)往前邁出一大步。”中國(guó)工程院院士錢(qián)七虎說(shuō)。