行業(yè)資訊日前，武漢地鐵8號線長江隧道貫通。這是國內(nèi)最大單洞雙線地鐵隧道。預計年底通車后，乘坐地鐵只要4分鐘就可輕松跨越長江。
繼武漢長江公路隧道、武漢地鐵2號線、4號線長江隧道后，這是武漢第4次以隧道方式穿越長江。
中國工程院院士錢七虎說，“19世紀是橋的世紀，20世紀是高層建筑的世紀，進入21世紀，為了節(jié)約能源、保護環(huán)境，人類必須大量利用地下空間，因此，21世紀對人類來說是地下空間的世紀”。水下隧道建設(shè)技術(shù)被稱為地下空間開發(fā)結(jié)構(gòu)工程技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)。通過我國隧道工程技術(shù)人員長期努力奮斗，尤其是近5年來，在多項世界首創(chuàng)水下隧道的工程實踐中，我國水下隧道的設(shè)計、施工技術(shù)與管理，逐步走到世界的先進行列。
創(chuàng)新成就“國內(nèi)之最”
武漢地鐵8號線長江隧道創(chuàng)新采用單洞雙線的設(shè)計，可以容納兩列列車同時通過，成為我國最大直徑的地鐵隧道
走在直徑12米多、4層樓高的武漢地鐵8號線長江隧道內(nèi)，宛如步行在一座宮殿里。
“武漢地鐵8號線長江隧道中，開往武昌和開往漢口的地鐵都在一個隧道的兩條線路上行駛，我們稱之為‘單洞雙線’。這也是這個地鐵長江隧道與其他地鐵長江隧道的不同之處。”中國鐵建鐵四院武漢地鐵8號線長江隧道設(shè)計負責人呂延豪介紹，由于要容納兩列列車同時通過，所以也成就了這個隧道成為我國最大直徑的地鐵隧道。
采用單洞雙線的創(chuàng)新設(shè)計有很多好處。呂延豪說，采用單洞雙線，可充分利用隧道內(nèi)空間，設(shè)置專用風道滿足通風要求，保證行車密度，滿足遠期最小發(fā)車間隔2分鐘的服務(wù)要求以及防災(zāi)要求。同時，無需在地面建筑風井，可以最大限度保護該線路所經(jīng)地區(qū)的文物和老建筑。此外，單洞雙線只需要一臺盾構(gòu)機，一次性將雙側(cè)地鐵列車隧道打通，減少一條隧道的挖掘，降低了施工風險。
穿越長江，地質(zhì)復雜，對施工要求極高。中鐵十四局集團武漢地鐵8號線長江隧道施工負責人張哲介紹，隧道施工中要穿越1365米強透水、上軟下硬的復合地層，中等膠結(jié)礫巖硬度高達40多兆帕，對刀具造成嚴重磨損和破壞，同時強風化泥質(zhì)膠結(jié)黏土層黏結(jié)刀盤，給盾構(gòu)掘進造成巨大阻力，是當前穿越長江隧道施工遇到的世界級難題。
為解決這些問題，中鐵十四局集團向盾構(gòu)機廠商量身定制了一臺12.51米級泥水平衡盾構(gòu)機，在世界盾構(gòu)施工中首次實現(xiàn)了常壓下滾刀、齒刀互換技術(shù)。
“以往更換刀具必須帶壓作業(yè)，每次換刀前后，作業(yè)人員要在高壓艙內(nèi)待上很長時間讓身體適應(yīng)，每次帶壓作業(yè)時間不超過40分鐘，換一把刀往往需要幾個小時，換刀效率低，作業(yè)風險大。而我們研發(fā)的常壓下滾刀、齒刀互換技術(shù)，可以在正常壓力下直接更換刀具，效率大大提升。遇軟土時盾構(gòu)機的刀盤采用齒刀來掘進，遇礫石或巖石時操作人員直接在盾構(gòu)機艙內(nèi)換滾刀上陣。”張哲說。
武漢地鐵8號線長江地鐵隧道也成為國內(nèi)第一條采用雙層襯砌（預制管片+現(xiàn)澆混凝土）的盾構(gòu)交通隧道。“在原有的隧道內(nèi)壁貼管片的基礎(chǔ)上，再加一層30厘米厚的鋼混內(nèi)襯，相當于貼上了金剛甲。這種工藝運用在地鐵隧道中，既保證安全性又耐用，可以抵抗6級震力，使用年限長達100年。”呂延豪告訴記者。
水下隧道蓬勃發(fā)展
目前長江上建成和在建的隧道已有12座，標志著我國穿越江河湖海的隧道技術(shù)達到了世界先進水平
近年來，我國水下隧道建設(shè)蓬勃發(fā)展，眾多水下公路、地鐵、鐵路隧道在構(gòu)建城市、區(qū)域交通網(wǎng)建設(shè)中發(fā)揮了便利作用，也為水下隧道施工建設(shè)積累了豐富的技術(shù)和經(jīng)驗。
2008年12月28日，武漢長江隧道通車運營，中華民族實現(xiàn)了“隧穿長江”的夢想。這條隧道打破了以往大直徑盾構(gòu)只適用于軟土地層的局限，開創(chuàng)了我國在復雜條件下修建大直徑盾構(gòu)隧道的先河。先進的盾構(gòu)技術(shù)為我國城市交通發(fā)展的“地鐵時代”提供了有力的技術(shù)支撐。武漢長江隧道破解了5大世界級難題，取得了10多項國家專利，沒發(fā)生一起安全事故。
以“萬里長江第一隧”為起點，一年半時間內(nèi)，我國長江中下游3大越江隧道——武漢長江隧道、上海長江隧道、南京長江隧道相繼建成通車。目前，萬里長江上建成和在建的隧道已有12座，其中2012年以來建成通車和在建的有10座，這在世界水下交通建設(shè)史上是絕無僅有的，標志著我國穿越江河湖海的隧道技術(shù)臻于成熟，達到了世界先進水平。
在“隧穿長江”的引領(lǐng)下，揚州瘦西湖隧道建成通車、杭州錢江隧道通車運營、我國首條“穿黃”地鐵——蘭州地鐵隧道1號線右線順利貫通、蘇通GIL管廊隧道工程盾構(gòu)始進，這是世界上首座特高壓盾構(gòu)隧道，開創(chuàng)了我國特高壓輸變電工程穿越江河湖海等大面積水域電力建設(shè)的新模式……
水下隧道的建設(shè)不僅收獲了高品質(zhì)的隧道實體，也帶動了水下隧道設(shè)計、施工隊伍的成長。科技人員在水下隧道領(lǐng)域不斷“破題”，研發(fā)實力在關(guān)鍵技術(shù)的攻關(guān)中逐步成長，自主創(chuàng)新比重進一步擴大。呂延豪說，中國鐵建鐵四院年均建成通車一條水下隧道，成為國內(nèi)設(shè)計水下隧道最多、擁有施工工法最多的設(shè)計院。
從大江邁向大海
水下交通隧道逐漸成為人類跨越江河湖海的新方式。在新技術(shù)的支持下，水下隧道建設(shè)開啟了從大江邁向大海的新時代
遇水架橋是千百年來人類的習慣做法，隨著水下地質(zhì)勘探技術(shù)、施工水平的提高，以及地面交通壓力的不斷增長，水下交通隧道以其少拆遷、不影響航運和水域生態(tài)環(huán)境，具有很強的抵抗災(zāi)難災(zāi)害和突發(fā)事件的能力等獨特優(yōu)勢，逐漸成為當今跨越江河湖海的新方式。
眾多水下隧道的開通，為我國在這一領(lǐng)域提供了強大的技術(shù)支持，并開啟了水下隧道建設(shè)從大江邁向大海的新時代。
廈門翔安海底隧道是國內(nèi)第一座海底隧道，也是世界上最大斷面鉆爆法海底隧道。項目形成的“鉆爆法海底隧道修建技術(shù)”已推廣應(yīng)用到多座跨江越海工程。之后，國內(nèi)首條采用盾構(gòu)法施工的地鐵海底隧道也在廈門盾構(gòu)始發(fā)。
在珠海，世界上最長的超大斷面曲線管幕隧道——港珠澳大橋拱北隧道貫通。中鐵十八局集團通過引進精確制導技術(shù)，建立自動跟蹤測量系統(tǒng)，專門定制了4套上億元的國際頂尖的泥水平衡式頂管機，并采取一系列科學管理措施，攻克了超長、超大曲線管幕施工中面臨的精確控制、地表沉降和管幕障礙物處理等一系列世界級難題，創(chuàng)造了“零誤差”的曲線管幕施工紀錄，確保了拱北口岸“安然無恙”。
我國地處亞洲東部，海岸線漫長，島嶼眾多，具備了修建海底隧道的先決條件。煙大海底隧道、瓊州海峽隧道等專家正在關(guān)注和論證的項目，舉世矚目。隨著技術(shù)的不斷創(chuàng)新和進步，穿江越海的夢想正一步步實現(xiàn)。
