文(wen)章(zhang)來源(yuan)：科(ke)技日(ri)報 發(fa)布時間：2020-09-23
萬里黃河流入河南(nan)，開始(shi)形成地(di)上懸河。在濟南(nan)濼(luo)口段，河床高出(chu)南(nan)岸城(cheng)區地(di)面5米，最(zui)大洪水位高出(chu)河床11.62米，是(shi)一條(tiao)罕見的、水量巨大的地(di)上懸河。
9月20日，兩臺超大直徑泥水(shui)平衡盾(dun)構機在(zai)這一(yi)懸河下，開始對濟南黃河隧道進(jin)行掘進(jin)。盾(dun)構機名為“黃河號”，總(zong)長166米，總(zong)重4000噸，裝(zhuang)機總(zong)功率8688千(qian)瓦，最大推(tui)力(li)199504千(qian)牛。刀盤直徑相當于5層樓高，刀盤主驅動的核心(xin)是14個(ge)變頻(pin)電(dian)機，總(zong)功率4900千(qian)瓦。
濟南(nan)黃河隧(sui)道(dao)工程(cheng)被譽為(wei)“萬里黃河第一隧(sui)”。隧(sui)道(dao)開挖直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)15.76米(mi)(mi)(mi)，全(quan)長4760米(mi)(mi)(mi)，為(wei)目前世界在建最(zui)大直(zhi)(zhi)徑(jing)(jing)的公軌合建盾(dun)構隧(sui)道(dao)。穿越(yue)水(shui)(shui)域最(zui)大洪(hong)水(shui)(shui)位(wei)(wei)高出河床(chuang)11.62米(mi)(mi)(mi)，隧(sui)道(dao)最(zui)低點位(wei)(wei)于河床(chuang)下54米(mi)(mi)(mi)，最(zui)大水(shui)(shui)土(tu)壓(ya)力(li)7.5巴。
長距離、大斷面穿越(yue)地上懸河(he)，將成為人類開發(fa)利(li)用黃河(he)的又(you)一壯舉。
如何設計這條從繁華都市穿越懸河的隧道？
針對大直徑(jing)盾(dun)構隧道首次穿越地上(shang)懸河，以全國(guo)勘察設(she)計大師、中國(guo)鐵(tie)建首席專家、鐵(tie)四(si)院副總(zong)工程(cheng)師肖明(ming)清為核心的鐵(tie)四(si)院設(she)計團隊(dui)，提出了雙道防淹門解決方案，以實現全方位有效封堵，保護城市安全。
為(wei)(wei)拓展城(cheng)市空(kong)間，濟南黃河隧道設計為(wei)(wei)城(cheng)市道路(lu)和軌道交通合建方案(an)。怎么解決工程面(mian)臨的公(gong)軌合建、斷面(mian)布置緊湊(cou)難(nan)題？
鐵四(si)院隧(sui)道(dao)專(zhuan)業高級工(gong)程師(shi)何應(ying)道(dao)說，為保證道(dao)路(lu)及地鐵的通行限界需要，鐵四(si)院研發了高度可(ke)調節預制箱涵，較(jiao)常規方案(an)，可(ke)減小隧(sui)道(dao)內徑20厘米，節約直接工(gong)程費約1000萬元。
水(shui)下這么深，公路(lu)和軌道(dao)合建，遇到突發事件，救援如何(he)保障(zhang)？
“濟南黃(huang)河隧(sui)道內設置了消火(huo)栓、水噴霧、滅火(huo)器、廣播、緊急電話、視頻(pin)監(jian)(jian)控、設備(bei)(bei)監(jian)(jian)控等完(wan)(wan)備(bei)(bei)的防災(zai)救援設施，通過中央計算機形成有機系(xi)統，如(ru)遇突發狀況，可實現上層道路6分(fen)鐘完(wan)(wan)成疏散，下(xia)層地鐵區(qu)間30分(fen)鐘完(wan)(wan)成疏散。”何應道說。
專家介紹，濟南(nan)黃河(he)隧道施(shi)工將面(mian)臨開(kai)挖斷面(mian)大(da)、掘進距離長、淺覆土、深(shen)基坑、高水壓(ya)、地質情況復雜多變等一系列技術難題。
“黃(huang)河隧道穿越(yue)地層(ceng)主(zhu)要(yao)為黏(nian)(nian)土和粉質黏(nian)(nian)土層(ceng)，土質黏(nian)(nian)性高(gao)，易造成刀(dao)具磨損、刀(dao)齒崩斷、刀(dao)盤(pan)結泥餅，大(da)(da)量廢漿(jiang)易堵(du)塞(sai)吸口(kou)。”中鐵十四局項(xiang)目(mu)負(fu)責人(ren)歷朋(peng)林說，為攻(gong)克難關，項(xiang)目(mu)團隊(dui)優化盾構(gou)機選型，與濟南(nan)城市建設集團聯合，打造了兩(liang)臺(tai)超大(da)(da)直徑泥水平衡盾構(gou)機。
“針(zhen)對粉質黏土地層，刀(dao)盤(pan)設(she)計(ji)開(kai)口率46%，對刀(dao)盤(pan)開(kai)挖面加(jia)大(da)沖(chong)刷(shua)力(li)度。配置可伸(shen)縮主(zhu)驅動、常(chang)壓(ya)換(huan)刀(dao)刀(dao)盤(pan)，增加(jia)了(le)沖(chong)刷(shua)設(she)施(shi)。”中(zhong)鐵十四局項目盾構經(jing)理李海振說，盾構機相當于一臺超級智能機器人(ren)，集隧道開(kai)挖、襯砌一次成型(xing)，自動化程度高(gao)(gao)、施(shi)工效率高(gao)(gao)、對沉降控制標(biao)準(zhun)高(gao)(gao)，安全、節能、環保。
這臺超級智能機器人是怎么挖隧道的？
“刀盤切削土體，經(jing)(jing)沖(chong)刷，落入盾構機開挖倉的(de)底部，再(zai)經(jing)(jing)攪拌器以及泥水循環(huan)(huan)，泵送至(zhi)地面泥水分離場進(jin)(jin)行沉淀或(huo)篩分處理。”李海振說(shuo)，推進(jin)(jin)油缸每(mei)前進(jin)(jin)2米時，停止推進(jin)(jin)，進(jin)(jin)入拼裝模式(shi)，依(yi)次循環(huan)(huan)，環(huan)(huan)環(huan)(huan)相扣，最終形成(cheng)一條完(wan)整的(de)隧(sui)道。
濟(ji)南城(cheng)市建設集(ji)團(tuan)相關負責(ze)人(ren)表示，濟(ji)南黃(huang)河隧道工(gong)程計劃于2021年完工(gong)通車，屆時將大大加強濟(ji)南北部新城(cheng)與(yu)主城(cheng)區聯系,加速濟(ji)南從“大明湖(hu)時代”邁(mai)向“黃(huang)河時代”。（記者 矯 陽）
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