济南穿黄盾构机5层楼高:刀盘独一无二 水下60米施工

喊了多年的穿黄隧道日前终于迎来新进展。除了“双线双洞”的初步规划出炉，“年内开工”的建设计划也让市民兴奋不已。

2005年，济南首次提出建设济泺路北穿黄河隧道的设想，随后历经多次“即将开建”到一度“被取消”的传言。随后，“搁浅”许久的“穿黄隧道”项目又重新提上日程，并写入济南市“十三五”规划中。据悉，关于穿黄隧道的建设主体也随之一度发生变化。有内部人士透露，该项目起初在山东交运集团，后来因为鹊山龙湖整体开发，“打包”给了山东黄金集团。此后又因鹊山项目的变动，转回政府部门负责。据了解，目前，隧道的建设主体并不是济南市交通部门，而是济南城市建设集团有限公司，建设资金则来自国有(非财政)投资。

相关专家透露，济南穿黄隧道的埋深约在水下60米左右。水下施工难度有多大?水下穿越黄河如何能做到?建成后如何保障水不渗透?带着这些疑问，记者近日探访了水下大直径穿越的南京长江隧道，看看隧道是如何建成的，并就济南穿黄隧道的困难咨询了相关专家。

“悬河”下施工，如何保证不渗水

济南穿黄隧道到底难在哪?据透露，济泺路穿黄隧道位置定在泺口浮桥附近，位于黄河河道两岸线段距离最短的位置，也就是常规意义上最窄的地方。根据初步规划，济泺路黄河隧道工程为城市主干道，隧道总长3.68千米，其中，盾构段长2.56千米。隧道采用双线双洞方案，主线为双线4车道，大中小各型车均能通行，通车时速为每小时60公里，隧道穿行只需要不到4分钟。由于其全天候通行，每日可通车数量为21278辆;中期2020年日通车数量为33506辆，远期2030年为44177辆/日。据悉，穿黄段盾构双管直径各15.2米，上层通行机动车，双向6车道，下层分四仓，分别是轨道交通、烟道、纵向逃生通道、管廊。济南穿黄隧道建成后，将成为国内最“大”穿黄隧道。

曾参与过济南穿黄隧道论证会的中铁十四局大盾构公司事业部部长王华伟介绍，黄河济南段是黄河下游，河床比市区地面高4—5米，是有名的“悬河”，对于隧道施工有其特殊性。而水下工程最大的隐患就是水的问题，如何保证黄河水不渗透是工程最大的难点。“黄河济南段水下主要是粉土、粉质黏土、黏土、中砂等地层，攻克这样的地质并不是那么容易。”中铁十四局的大盾构专家陈鹏告诉记者，这样的地层最容易出现的问题就是糊刀盘，黏土糊在刀盘，刀盘就转不动，如果加大马力硬往前推，刀盘的温度就会迅速升高，有可能会达到200多度，这时候稍有不慎前面的黏土就“热”成了砖，这样的话几乎就会前功尽弃。因此，对于济南的穿黄隧道，施工方和盾构厂家会一起设计一个适合又独一无二的刀盘及机器。

盾构机需量身订制，方向仅有1厘米偏差

对于盾构机，已经熟悉轨交建设的济南市民并不陌生。穿黄隧道也将采用盾构施工法，施工原理也是相似的。不过，轨交施工用的是土压盾构机，而穿黄隧道用的盾构机为泥水盾构机，也就是说，来不及运输的渣土可以随着泥水盾构机实时送出。陈鹏向记者介绍，隧道开挖后，盾构机在前面施工，其底部的传送带会运送来一片水泥预制管片，工作舱内伸出一个圆弧形的“大吸盘”，吸住预制管片后向上旋转，贴到内壁上，这些管片形成了刚挖掘出的隧道的支撑，确保隧道不因外界压力而坍塌。组成圆形隧道壁的管片，在盾构机壳体内进行拼装，精度可达到毫米。盾构机在液压千斤顶的推动下前行，每前进2米，便拼装成一环新的管片，最终形成一个密封的水泥管道……就这样掘进、拼环、再掘进、再拼环，水下隧道在不断的循环中向前延伸。此外，盾构机在前进的同时会自动在圆形隧道内架设箱涵，并在箱涵上铺设预制水泥板，形成未来的路面。

据悉，整个盾构机需要经过反复论证，且要量身订制。陈鹏介绍，位于苏州穿越长江的GIL隧道所用盾构机直径12米多，有3万余个大小部件，造价近4亿元，而济南穿黄用的盾构机还要再大一些。目前来看，盾构机需要长近150米，重量在4000多吨，约是轻轨小盾构机的8倍之多，直径能达到15米左右，有5层楼高。

盾构机在地下二三十米处“埋头”掘进，如何奔向预定目标?陈鹏告诉记者，盾构机集机、电、液、传感、信息技术于一身，可在不影响地面状况的条件下，“潜伏”在地下作业。盾构机组装结束后，将从始发井开始挖掘，其方向由盾构机上安装的导航系统控制，向着既定目标掘进。“方向只要有1厘米的偏差，导航系统就会提示纠偏，不会‘走弯路’。”

●相关链接

黄河上6条隧道仅一条通车

根据目前统计，国内已穿越黄河的隧道工程有6个，分别为西气东输三次穿越黄河(宁夏中卫、山西永和县、河南郑州)工程、南水北调中线穿黄隧道工程(河南郑州)、兰州轨道交通1号线二次穿越黄河(甘肃兰州)工程。主要施工方法为钻爆法、顶管法和盾构法。

2016年5月建成通车的兰州轨道交通1号线是国内目前唯一一条具备交通功能的黄河隧道，其直径也就是济南穿黄隧道的一半。

●体验随笔

记者体验南京长江隧道：

5分钟过长江水下60米丝毫无感

有着“万里长江第一隧”之称的南京长江隧道，是目前我国长江流域超大型盾构隧道中所经地质条件最复杂、技术难题最多和施工风险最大的工程，无论是从地质条件分析还是施工技术、经验上来看，对于济南穿黄隧道的建设都具有重大的借鉴意义。

近日，记者来到已经通车7年的南京长江隧道，从长江南岸滨江快速路与应天大街互通立交过渡段一路向北，就进入江底隧道，隧道为双向6车道，从隧道表面看，过江隧道内部与其他公路隧道并无区别。整个隧道通行大约需要5分钟时间，限速是80公里/时。如果不是事先知道穿过的是过江隧道，丝毫感觉不到是在水下。据悉，南京过江隧道最大埋深是水下60多米，与济南穿黄隧道埋深差不多。

记者从南京长江隧道有限责任公司获悉，目前，南京长江隧道的日均车流量在9万辆左右。隧道建成之初，对所有车辆收费，2016年元旦免费通行。