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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—— 濟南黃河隧道工程西線隧道貫通。

濟南黃河隧道工程位于濟南城市中軸線上，南接主城區(qū)濟濼路，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)計為雙管雙層，上層為雙向六車道公路，下層為濟南軌道交通5號線。

萬里黃河自流入河南開始形成地上“懸河”。到達濟南濼口段，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，由濟南城市建設(shè)集團和中鐵十四局集團聯(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，首次開啟對地上“懸河”的穿越。

“每臺盾構(gòu)機長166米，總重4000噸，裝機總功率8688千瓦，最大推力199504千牛。”中鐵十四局項目總工程師杜昌言說，刀盤開挖直徑15.76米，相當于5層樓高，刀盤主驅(qū)動的核心有14個變頻電機，總功率4900千瓦。

穿越最上最大懸河，防水是設(shè)計建設(shè)的關(guān)鍵。

隧道最低點位于河床下54米，最大水土壓力6.5巴?！跋喈斢谝粋€人手掌大小的面積上承受兩個成年男子的重量?！比珖辈煸O(shè)計大師、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)計團隊提出了雙道防淹門解決方案，以實現(xiàn)全方位有效封堵；設(shè)計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。

濟南黃河隧道掘進先后攻克了大斷面、長距離、淺覆土、深基坑、高水壓等五項技術(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)機在掘進中刀齒崩斷、卡泵、滯排、廢漿量大等。”杜昌言說，掘進中遇到的巖石強度普遍達到45兆帕，使格柵嚴重堵塞，造成泥水循環(huán)系統(tǒng)排漿困難。

項目技術(shù)團隊采取在盾構(gòu)機上設(shè)計加裝了采石箱，改用新型成型管道，將進、出槳管道倒換使用，提前在易磨管道位置焊接鋼板加厚“補丁”，解決了鈣質(zhì)結(jié)核給掘進帶來的難題。

“項目已形成科研成果18項，中文核心期刊發(fā)表論文7篇，申請專利35項，其中實用專利16項，進一步提升了我國超大盾構(gòu)的建造能力和技術(shù)水平?！? 項目負責(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，所有管片和箱涵實現(xiàn)了預(yù)制生產(chǎn)全過程監(jiān)控、二維碼“身份”信息驗證、質(zhì)量終身可追溯。經(jīng)第三方機構(gòu)檢測，整條隧道2萬多條拼裝接縫，平均錯臺誤差僅2毫米；研發(fā)了管片抹面機器人、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、運輸、安裝等為一體，操作方便，節(jié)省人工，提高功效。

濟南黃河隧道計劃10月份建成通車。屆時開車最快4分鐘、乘坐地鐵2.5分鐘可穿越黃河。

（科技日報記者 矯陽 ）