鉆山入海，中國(guó)隧道有多牛？
2016-03-01
中國(guó)有多少隧道？目前，我國(guó)公路、鐵路隧道總長(zhǎng)約2萬(wàn)公里，各類水下隧道總長(zhǎng)超過(guò)1萬(wàn)公里。如果加上在建和納入規(guī)劃的，中國(guó)隧道總里程可繞地球赤道一周有余，規(guī)模和建設(shè)速度均居世界第一。
中國(guó)隧道有多牛？世界上最高的特長(zhǎng)隧道、世界上最長(zhǎng)的湖底隧道……從高原到溶洞，從江底到海底，條條“長(zhǎng)龍”鉆山入海，是中國(guó)隧道建設(shè)水平跨入世界前列的無(wú)字豐碑。
穿海過(guò)江，應(yīng)對(duì)潮汐水壓變換，難度不亞于鋼絲上跳芭蕾
今年1月29日，隨著機(jī)頭刀盤旋轉(zhuǎn)，兩層樓高、85米長(zhǎng)的“成功號(hào)”盾構(gòu)機(jī)緩緩向前推進(jìn)，我國(guó)首條地鐵過(guò)海隧道——廈門地鐵2號(hào)線過(guò)海隧道正式開(kāi)始掘進(jìn)施工。盾構(gòu)機(jī)“頭部”的刀盤猶如開(kāi)路先鋒，將前方的土石不斷鑿碎攪拌。這些被鑿下的土石混著水，通過(guò)盾構(gòu)機(jī)上管線被輸送到泥水分離站。隨著刀盤前移，盾構(gòu)機(jī)自動(dòng)將一片片弧形混凝土預(yù)制管片“貼”到刀盤打出的隧道洞壁上。邊鑿邊貼，兩年后，在海平面下60米深的地方，將有一條2.1公里的隧道連接廈門島內(nèi)外。
“雖然同在一個(gè)城市，可是從廈門島外海滄進(jìn)到島內(nèi)要開(kāi)1個(gè)小時(shí)車，等隧道通了，坐地鐵也就15分鐘，那我這餐館的流水至少得增30%。”廈門海滄區(qū)東嶼村旗發(fā)漁村的老板鄭奇忠，從未如此關(guān)注過(guò)隧道施工。
對(duì)于千千萬(wàn)萬(wàn)個(gè)鄭奇忠而言，每一條隧道由暗轉(zhuǎn)明，打通的是不一樣的未來(lái)。從依靠鋼釬、大錘打眼，炸藥爆破碎石，肩扛抬運(yùn)砟土的“白手起家”，到利用盾構(gòu)這種地下工程“土行孫”施工，中國(guó)隧道施工也經(jīng)歷了一次次由暗轉(zhuǎn)明的技術(shù)飛躍，更使穿江過(guò)海成為可能。
穿江過(guò)海，要過(guò)“水壓關(guān)”。與陸地施工不同，無(wú)論是江水還是海水，水壓隨潮汐瞬息萬(wàn)變，特別容易導(dǎo)致盾構(gòu)壓力不平衡而擊穿土層，造成海水倒灌，使前期施工付之一炬?！皬B門地鐵隧道位于水下60多米，上面覆土層只有9米，水壓在每平方厘米0.3公斤到5公斤間變化，這就相當(dāng)于盾構(gòu)機(jī)上一會(huì)壓著大象，一會(huì)兒壓著兔子。壓力大了容易擊穿土層，少了又容易塌方，這種施工挑戰(zhàn)前所未有?！敝袊?guó)鐵建十四局集團(tuán)廈門地鐵過(guò)海隧道項(xiàng)目部總機(jī)械師楊民強(qiáng)介紹，盡管難度不亞于鋼絲上跳芭蕾，曾成功打通多條長(zhǎng)江隧道的中國(guó)建設(shè)者，已經(jīng)掌握了一整套“水底壓力平衡術(shù)”，可以盾構(gòu)前行做到數(shù)萬(wàn)塊隧道管片的拼接精度誤差僅0.3毫米，不透不漏。
穿江過(guò)海，要過(guò)“地質(zhì)關(guān)”?！安淮蛩淼?，就不會(huì)了解中國(guó)的多樣地貌?！痹鴧⑴c多條水底隧道施工的總機(jī)長(zhǎng)吳玉禮回憶，修建穿黃河的蘭州地鐵1號(hào)線隧道時(shí)，大家遇到了易塌方的鵝卵石層，一度卡住刀盤；修建穿越湘江的長(zhǎng)沙地鐵時(shí)，又遇到了溶洞，只能通過(guò)灌注砂漿填洞，給盾構(gòu)機(jī)制造反作用力再推進(jìn)。最難忘的是打通穿越揚(yáng)州瘦西湖的隧道。“長(zhǎng)達(dá)1200多米的硬塑粘土地層，就像揚(yáng)州特產(chǎn)牛皮糖，粘得刀盤都轉(zhuǎn)不動(dòng)。大家為刀盤裝上了自制的高壓沖刷系統(tǒng)，把施工效率提高了4倍，創(chuàng)造了超大直徑盾構(gòu)機(jī)在全斷面粘土地層平均日掘進(jìn)8米、最快日掘進(jìn)12米的世界紀(jì)錄?！?br />
山里打洞，防瓦斯就像守護(hù)“火藥桶”，抽水能抽出小水庫(kù)
隧道，多在險(xiǎn)峻處。在工程體量越來(lái)越大、施工地質(zhì)越來(lái)越復(fù)雜的今天，瓦斯、涌水、巖爆、高巖溫成了隧道施工的“攔路虎”。
“打隧道的談瓦斯色變，并不夸張。”中國(guó)鐵建二十二局集團(tuán)項(xiàng)目部經(jīng)理鐘奇杰回憶，貴昆鐵路六沾復(fù)線烏蒙山一號(hào)隧道，穿越2個(gè)煤系地層，是我國(guó)瓦斯壓力最大的隧道，最大壓力下瓦斯涌出量每秒達(dá)20.624立方米。隧道開(kāi)鑿電氣裝備多、摩擦難免，可在這樣的瓦斯?jié)舛认轮灰幸唤z明火，隧道瞬間就會(huì)變成“火藥桶”。
讓“火藥桶”啞火，一要實(shí)時(shí)檢測(cè)到位，二是保證有效通風(fēng)。項(xiàng)目部引進(jìn)了先進(jìn)瓦斯自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)，洞內(nèi)的甲烷、一氧化碳、硫化氫等有毒氣體濃度，以及溫度、濕度、風(fēng)速等信息實(shí)時(shí)在洞口電子屏上顯示，連施工人員也被明令禁止穿化纖衣服，防止靜電產(chǎn)生，可謂“武裝到牙齒”。為了加強(qiáng)通風(fēng)，僅隧道出口端就設(shè)有各種抽風(fēng)機(jī)11臺(tái)。
除了防爆，排水也是難點(diǎn)。隧道施工，可能會(huì)遭遇地下水突然滲透，水量大時(shí)不僅會(huì)沖走施工設(shè)備和人員，還會(huì)造成洞體塌方，是隧道施工事故的重大隱患。
新關(guān)角隧道，海拔3400米的世界高海拔第一鐵路長(zhǎng)隧道，施工中最大的困難是洞內(nèi)超強(qiáng)涌水?！捌骄刻煲獜亩磧?nèi)抽排水17萬(wàn)立方米，最大日涌水可達(dá)32萬(wàn)立方米，相當(dāng)于一天抽出一座小型水庫(kù)。打孔時(shí)，噴射出來(lái)的水柱能把風(fēng)槍手一下子沖倒在地?！敝袊?guó)鐵建十六局關(guān)角隧道指揮長(zhǎng)孫勝臣說(shuō)，為了排水，項(xiàng)目部展開(kāi)科研攻關(guān)，不僅利用紅外線探水，設(shè)置了多級(jí)泵站，還成立了水電維修隊(duì)，額外開(kāi)鑿了一條8060米的泄水洞，形成了高原隧道應(yīng)對(duì)超強(qiáng)涌水的一套完整的施工方案。
穿越地震帶，也是中國(guó)隧道施工的獨(dú)特挑戰(zhàn)。我國(guó)是地震活動(dòng)頻度高、強(qiáng)度大、震源淺、分布廣的國(guó)家。不少隧道不得不穿越地震斷裂帶。像我國(guó)海拔最高的拉日鐵路，就穿越雅魯藏布江峽谷區(qū)地震斷裂帶，全線卻有29座隧道，占了近1/3的路程。這樣的地質(zhì)條件，不僅導(dǎo)致隧道中經(jīng)常遭遇巖爆，挖掘機(jī)屢屢被滾下的石塊砸壞，而且還使施工必須穿越地?zé)釁^(qū)間。
“我們這是打隧道打進(jìn)了高原火焰山，巖壁溫度高，再加上高原本就缺氧，工人們進(jìn)入隧道，別說(shuō)施工，呼吸都困難?！敝袊?guó)鐵建十二局拉日鐵路項(xiàng)目部項(xiàng)目經(jīng)理尚紅衛(wèi)回憶，施工洞內(nèi)最高溫度達(dá)到46攝氏度，堪比桑拿房，一些工人進(jìn)洞后不到半小時(shí)就發(fā)生暈厥。就是在這樣艱苦的條件下，我國(guó)首條高原高巖溫長(zhǎng)距離隧道吉沃希嘎隧道僅用一年半就打通了。
地鐵隧道，繞避城市地下“蜘蛛網(wǎng)”，也要避免“馬路拉鏈”
與深山海底隧道相比，城市隧道的工程量稍小，但施工“難度系數(shù)”一點(diǎn)不低。
目前國(guó)內(nèi)在建的眾多地鐵、地下走廊均處于城市繁華地段，隧道施工稍有不慎就會(huì)導(dǎo)致地上建筑物變形、開(kāi)裂，甚至倒塌。此外，城市地下水管、電線、光纜、熱力管道等錯(cuò)綜復(fù)雜，地鐵施工也需要繞避這些“盤絲洞”。
以國(guó)內(nèi)首座全暗挖雙線換乘地鐵站——北京黃莊站為例，其挖出的砂土約25.7萬(wàn)立方米，能在標(biāo)準(zhǔn)足球場(chǎng)上蓋起16層大樓；其地下深度達(dá)27米，地下風(fēng)井結(jié)構(gòu)距路口東南處的中發(fā)電子大廈基礎(chǔ)僅3.6米，相當(dāng)于走出大廈3.6米就是27米深的懸崖，施工不慎，大廈將傾。車站施工范圍內(nèi)還有自來(lái)水、電力、電信、天然氣等56條管線，挖深挖淺都可能觸及這些“隱性炸彈”，造成城市斷水、斷電，甚至燃?xì)獗ā?br />
城市“地下工作者”就得膽大心細(xì)。地鐵施工不僅要和地層緊密結(jié)合，也要適應(yīng)周邊市政環(huán)境。中國(guó)鐵建十四局北京地鐵黃莊站項(xiàng)目工程部部長(zhǎng)侯永兵在施工前，就把施工范圍內(nèi)的518個(gè)井都下了一遍。黃莊地區(qū)每個(gè)管井的位置、年代、特點(diǎn)，他都了然于心，被同事戲稱為“黃莊地下活字典”?！傲私膺@些城市管網(wǎng)，不僅關(guān)系地鐵工程質(zhì)量，更關(guān)乎同事和城市的安全。”
防沉降更是地鐵隧道施工的大考。像軟土、濕陷黃土等地層，穩(wěn)定性差，一旦處理不好，容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形，使路面塌陷。為了最大限度減輕對(duì)周邊的影響，建設(shè)者不僅給施工掌子面搭支柱、穿鎧甲，還利用地下水回灌技術(shù)，將施工開(kāi)采抽出的地下承壓水回灌到原地層，確保周邊地表“水位零降落，地面零沉降”。
城市隧道建設(shè)也要避免“馬路拉鏈”。在鄭州繁華的中州大道地下3米深處，世界上最大的矩形隧道掘進(jìn)機(jī)“中原1號(hào)”鉆出了如今車水馬龍的中州大道隧道?！熬匦味軜?gòu)施工效率比人工開(kāi)挖要提高四五倍，而且隧道空間利用率還能提高近20%，更有利于通行。”鄭州市下穿中州大道隧道工程項(xiàng)目部項(xiàng)目經(jīng)理?xiàng)罴t軍介紹，利用自主創(chuàng)新的國(guó)產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)，上百人干一年的工程量，20多人兩個(gè)月就可完工，并且一舉改變市政隧道施工需開(kāi)膛破肚、交通斷行的歷史?！皠e看還是在修隧道，卻告別了‘鄭州鄭州，天天挖溝’的老黃歷１
《人民日?qǐng)?bào)》（2016年02月29日19版）
