1月23日，“萬里黃河第一隧”，也是在建最大直徑公軌合建盾構(gòu)隧道—— 濟(jì)南黃河隧道工程西線隧道貫通。

濟(jì)南黃河隧道工程位于濟(jì)南城市中軸線上，南接主城區(qū)濟(jì)濼路，北連新舊動能轉(zhuǎn)換先行區(qū)。隧道長3890米，其中盾構(gòu)段長2519米，隧道管片外徑15.2米。設(shè)計(jì)為雙管雙層，上層為雙向六車道公路，下層為濟(jì)南軌道交通5號線。

萬里黃河自流入河南開始形成地上“懸河”。到達(dá)濟(jì)南濼口段，河床高出南岸城區(qū)地面5米，最大洪水位高出河床11.62米，是一條罕見的、水量巨大的地上“懸河”。

2019年9月開始，由濟(jì)南城市建設(shè)集團(tuán)和中鐵十四局集團(tuán)聯(lián)合打造“黃河號”和“泰山號”兩臺超大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)，首次開啟對地上“懸河”的穿越。

“每臺盾構(gòu)機(jī)長166米，總重4000噸，裝機(jī)總功率8688千瓦，最大推力199504千牛?！敝需F十四局項(xiàng)目總工程師杜昌言說，刀盤開挖直徑15.76米，相當(dāng)于5層樓高，刀盤主驅(qū)動的核心有14個(gè)變頻電機(jī)，總功率4900千瓦。

穿越最上最大懸河，防水是設(shè)計(jì)建設(shè)的關(guān)鍵。

隧道最低點(diǎn)位于河床下54米，最大水土壓力6.5巴。“相當(dāng)于一個(gè)人手掌大小的面積上承受兩個(gè)成年男子的重量。”全國勘察設(shè)計(jì)大師、中國鐵建鐵四院副總工程師肖明清說。

為保證城市安全， 設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)提出了雙道防淹門解決方案，以實(shí)現(xiàn)全方位有效封堵；設(shè)計(jì)雙管雙層公軌合建盾構(gòu)隧道，以及排煙通道、管廊和逃生通道，實(shí)現(xiàn)一次穿越黃河的利用率最大化，極大降低了對環(huán)境的影響。

濟(jì)南黃河隧道掘進(jìn)先后攻克了大斷面、長距離、淺覆土、深基坑、高水壓等五項(xiàng)技術(shù)難題。

“最大的難題是鈣質(zhì)結(jié)核和粉質(zhì)黏土不規(guī)則分布，甚至是交叉出現(xiàn)，造成了盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)中刀齒崩斷、卡泵、滯排、廢漿量大等?！倍挪哉f，掘進(jìn)中遇到的巖石強(qiáng)度普遍達(dá)到45兆帕，使格柵嚴(yán)重堵塞，造成泥水循環(huán)系統(tǒng)排漿困難。

項(xiàng)目技術(shù)團(tuán)隊(duì)采取在盾構(gòu)機(jī)上設(shè)計(jì)加裝了采石箱，改用新型成型管道，將進(jìn)、出槳管道倒換使用，提前在易磨管道位置焊接鋼板加厚“補(bǔ)丁”，解決了鈣質(zhì)結(jié)核給掘進(jìn)帶來的難題。

“項(xiàng)目已形成科研成果18項(xiàng)，中文核心期刊發(fā)表論文7篇，申請專利35項(xiàng)，其中實(shí)用專利16項(xiàng)，進(jìn)一步提升了我國超大盾構(gòu)的建造能力和技術(shù)水平?！? 項(xiàng)目負(fù)責(zé)人歷朋林說，研發(fā)成果包括“超大直徑泥水盾構(gòu)廢棄泥漿環(huán)保處理及資源化關(guān)鍵技術(shù)”、“高粘粒地層超大直徑泥水盾構(gòu)防結(jié)泥餅技術(shù)”、針對黃河隧道地層特點(diǎn)制定刀盤結(jié)泥餅判斷及位置檢測方法，以及一套泥餅形成的預(yù)測軟件治理“粘牙”問題等。

濟(jì)南黃河隧道工程還采用許多智能新手段。

建設(shè)了國內(nèi)第一條15米以上管片智能化自動化生產(chǎn)線，所有管片和箱涵實(shí)現(xiàn)了預(yù)制生產(chǎn)全過程監(jiān)控、二維碼“身份”信息驗(yàn)證、質(zhì)量終身可追溯。經(jīng)第三方機(jī)構(gòu)檢測，整條隧道2萬多條拼裝接縫，平均錯(cuò)臺誤差僅2毫米；研發(fā)了管片抹面機(jī)器人、管片3D智能檢測系統(tǒng)，設(shè)備優(yōu)良率保持在96%以上；在國內(nèi)首次采用超大π型箱涵同步安裝工藝，研制了新型模板臺車，液壓收模、電動行走，集預(yù)制、吊裝、運(yùn)輸、安裝等為一體，操作方便，節(jié)省人工，提高功效。

濟(jì)南黃河隧道計(jì)劃10月份建成通車。屆時(shí)開車最快4分鐘、乘坐地鐵2.5分鐘可穿越黃河。

（科技日報(bào)記者 矯陽 ）