文章來源(yuan)：科(ke)技日報 發布時間：2020-09-23
萬里(li)黃河(he)流入河(he)南，開始形成地上(shang)懸河(he)。在濟(ji)南濼(luo)口段，河(he)床高出南岸城區地面(mian)5米，最大洪水(shui)位(wei)高出河(he)床11.62米，是(shi)一(yi)條罕見的(de)、水(shui)量巨大的(de)地上(shang)懸河(he)。
9月20日，兩臺超(chao)大(da)直徑泥(ni)水平衡(heng)盾構(gou)機(ji)在這一懸(xuan)河(he)下，開始對濟南(nan)黃河(he)隧道進(jin)行掘進(jin)。盾構(gou)機(ji)名為“黃河(he)號”，總(zong)(zong)長166米，總(zong)(zong)重4000噸(dun)，裝機(ji)總(zong)(zong)功率8688千(qian)(qian)瓦(wa)，最大(da)推力199504千(qian)(qian)牛。刀(dao)盤(pan)直徑相當(dang)于5層樓(lou)高，刀(dao)盤(pan)主驅動(dong)的核心是14個(ge)變頻電機(ji)，總(zong)(zong)功率4900千(qian)(qian)瓦(wa)。
濟(ji)南(nan)黃(huang)河隧道工程被譽為(wei)“萬(wan)里黃(huang)河第一隧”。隧道開挖(wa)直徑15.76米(mi)，全(quan)長4760米(mi)，為(wei)目前世界在建(jian)最(zui)大直徑的(de)公軌合(he)建(jian)盾構(gou)隧道。穿越水(shui)域最(zui)大洪水(shui)位高出河床(chuang)11.62米(mi)，隧道最(zui)低點位于河床(chuang)下54米(mi)，最(zui)大水(shui)土(tu)壓力7.5巴。
長距離、大斷(duan)面穿越地上(shang)懸河(he)，將成為人類開發利用黃河(he)的(de)又一壯舉(ju)。
如何設計這條從繁華都市穿越懸河的隧道？
針對(dui)大直徑盾構隧(sui)道(dao)首次穿越地(di)上(shang)懸河，以全國勘察設計大師、中國鐵(tie)建首席專家、鐵(tie)四(si)院(yuan)(yuan)副(fu)總工(gong)程師肖明清(qing)為核心的鐵(tie)四(si)院(yuan)(yuan)設計團隊，提出了雙道(dao)防淹門解決(jue)方(fang)案，以實(shi)現(xian)全方(fang)位有效封(feng)堵，保護城市安全。
為拓展城市空間，濟南黃河隧(sui)道設(she)計為城市道路(lu)和軌(gui)道交通合建方(fang)案(an)。怎(zen)么解決工程面臨的公軌(gui)合建、斷(duan)面布置緊(jin)湊難題？
鐵四院隧道專業高級工程(cheng)師何應道說(shuo)，為(wei)保證道路及地鐵的通行(xing)限界需要，鐵四院研發(fa)了高度可調節(jie)預制箱(xiang)涵，較(jiao)常規方案，可減小(xiao)隧道內徑(jing)20厘米，節(jie)約直接(jie)工程(cheng)費約1000萬(wan)元。
水下這么深，公路(lu)和軌道合(he)建，遇到突發事件(jian)，救援如何保障？
“濟南黃河隧道內設置了消火(huo)栓、水噴霧、滅火(huo)器、廣(guang)播、緊急電話、視頻監控(kong)、設備監控(kong)等完備的防災救援設施，通過中央計算機(ji)形成(cheng)有(you)機(ji)系(xi)統，如遇突發狀況，可(ke)實現(xian)上(shang)層(ceng)(ceng)道路6分(fen)鐘完成(cheng)疏散，下層(ceng)(ceng)地鐵區(qu)間(jian)30分(fen)鐘完成(cheng)疏散。”何(he)應(ying)道說。
專(zhuan)家介(jie)紹，濟南黃河(he)隧(sui)道施工(gong)將面臨(lin)開挖斷面大、掘進距離長、淺覆土(tu)、深(shen)基坑、高水壓、地質情(qing)況(kuang)復雜多變等一系(xi)列(lie)技術難題。
“黃(huang)河隧道穿越(yue)地層主(zhu)要為黏(nian)(nian)土(tu)和粉質黏(nian)(nian)土(tu)層，土(tu)質黏(nian)(nian)性高，易造成刀(dao)具磨損、刀(dao)齒崩斷、刀(dao)盤結泥(ni)餅，大(da)量廢(fei)漿易堵塞吸(xi)口。”中鐵十四(si)局(ju)項目(mu)負責人歷朋林說，為攻克難關，項目(mu)團隊優化盾構機(ji)選型，與濟南城市(shi)建設集團聯合，打造了兩(liang)臺超大(da)直徑(jing)泥(ni)水平(ping)衡(heng)盾構機(ji)。
“針對(dui)粉質黏土地層，刀(dao)(dao)盤設計開口率46%，對(dui)刀(dao)(dao)盤開挖面(mian)加大(da)沖(chong)刷力度。配置(zhi)可伸(shen)縮(suo)主驅(qu)動、常壓(ya)換刀(dao)(dao)刀(dao)(dao)盤，增加了沖(chong)刷設施。”中(zhong)鐵(tie)十四局項目盾構經(jing)理(li)李海振說，盾構機相當于一臺超級智能(neng)機器人，集隧(sui)道開挖、襯砌一次成型，自動化程度高(gao)、施工效(xiao)率高(gao)、對(dui)沉(chen)降控制標準(zhun)高(gao)，安全、節(jie)能(neng)、環保(bao)。
這臺超級智能機器人是怎么挖隧道的？
“刀盤切(qie)削土體，經沖(chong)刷(shua)，落入盾構(gou)機開挖倉的底(di)部，再經攪拌器以及(ji)泥(ni)水循環(huan)，泵送至地面泥(ni)水分(fen)離場進(jin)行(xing)沉(chen)淀或篩(shai)分(fen)處理(li)。”李海振(zhen)說，推進(jin)油缸每前進(jin)2米時，停止推進(jin)，進(jin)入拼裝模式，依次(ci)循環(huan)，環(huan)環(huan)相扣(kou)，最終形成一條(tiao)完整的隧道。
濟(ji)南城(cheng)市建(jian)設集團(tuan)相(xiang)關負責(ze)人表示，濟(ji)南黃河(he)隧道工程計劃(hua)于2021年(nian)完工通車(che)，屆時將(jiang)大(da)大(da)加強濟(ji)南北部新城(cheng)與(yu)主城(cheng)區聯(lian)系,加速濟(ji)南從(cong)“大(da)明湖時代”邁向“黃河(he)時代”。（記者 矯 陽）
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