黄河天堑水下穿越!山东这一超级工程,“掘”出世界TOP1

黄河天堑水下穿越!山东这一超级工程,“掘”出世界TOP1
2024年09月26日 10:15 大众网-大众日报

世界最大水下盾构隧道,在济南开启穿越黄河之旅。

9月22日,国家最高科学技术进步奖获得者、中国工程院院士钱七虎等9名院士和10余名行业专家齐聚泉城,参加济南黄岗路穿黄隧道工程专家咨询会,为工程建设“精准把脉”。

专家组认定中铁十四局承建的该隧道,为目前世界最大直径水下盾构隧道,隧道建造过程高度智能化、机械化、绿色化,对推动我国水下交通隧道建设具有里程碑意义,将推动我国盾构隧道技术往前迈出一大步。

黄河天堑水下穿越

这一超级工程,到底有多难?

济南黄岗路穿黄隧道是继济泺路黄河隧道、济泺路穿黄北延隧道后,中铁十四局在济南承建的一条特大直径穿黄隧道。隧道全长5755米,其中盾构段长3290米,盾构机开挖直径17.5米,开挖断面面积达240平方米,比半个标准篮球场还要大。该隧道“山河号”盾构机已于今年9月1日开始掘进施工。

这种特大断面对隧道的施工建造、管片预制及成型质量控制、安全下穿悬河等都提出了新的挑战,也代表着当前我国盾构隧道向着更大直径、更长距离、更高水压、更大埋深迈进。

在钱七虎看来,济南黄岗路穿黄隧道属于大直径,它的水压上下有17.5米差距,因此工作面的稳定性面临挑战。第二个挑战是管片脱出盾尾后,上浮风险变大。第三个挑战是黄河是悬河,穿越稳定性有可能影响大堤的安全,黄河下面的地质条件有很多钙质结核,石头直径最大达到70多公分,直径大、荷载大、主轴承的应力大,容易磨损。“这条隧道建设成功,也就说明,我们掌握了世界最高水平的大直径、超大直径的隧道建设技术!”钱七虎说。

该隧道是万里黄河之下第一条采用单洞双层设计的隧道。钱七虎介绍,特大隧道的建设在节约空间资源等方面已形成独特优势。尤其是对于岸线资源比较紧缺的地方,一条隧道既节约成本,也实现内部空间的充分利用。

工程建成后,将助力济南黄河两岸互联互通,有力推进黄河北岸城市建设全面提速,促进济南从“大明湖时代”迈向“黄河时代”,为黄河流域生态保护和高质量发展提供有力支持。

穿黄隧道与海底隧道并行

山东交通持续“上新”

在济南黄岗路穿黄隧道之前,山东已经成功在黄河下建设了济泺路隧道。

2021年9月29日,“万里黄河第一隧”——济南黄河济泺路隧道正式建成通车。这意味着全长约5464公里的黄河第一次拥有了地下隧道,这也是全球首条穿越地上悬河的盾构隧道,更是目前世界上直径最大的公轨合建隧道。该隧道所在的济南新旧动能转换起步区为继雄安新区起步区之后的全国第二个起步区。济泺路隧道通车后,开车最快5分钟就可过黄河。

位于山东半岛的胶州湾的海底,有一条世界建设规模最大的海底道路隧道——胶州湾第二隧道。

这条正在建设中的隧道创下“五个世界之最”:世界建设规模最大的海底公路隧道、世界长度最长的海底公路隧道、世界上穿越大规模断层的最大断面海底隧道、世界上水压最高的超大直径盾构隧道以及世界上首座超大直径盾构与大断面钻爆法隧道海中对接的海底隧道。未来,它将连接青岛市主城区和西海岸新区,便利当地民众的生活、生产,推动青岛市东西两岸同城一体化发展、提升周边城市群的整体竞争力。

中国盾构从无到有

20多年实现完美逆袭

“上天有神舟,下海有蛟龙,入地有盾构”。中国盾构,为何能打造“世界最大”?

隧道掘进机可穿山越海,是集机械、电气、液压、传感、信息、力学、导向研究等技术于一体的高端装备,其中一类是地铁施工的盾构机应用最多,所以在国内多被称为盾构机。

盾构机是衡量一个国家装备制造业水平和能力高低的关键装备,作为“入地”的利器,它决定了我国基建的实力,一直以来都是大国建设中必不可少的核心装备。

1995年,我国首次引进德国盾构机。20多年来,自主创新的中国盾构机从蹒跚学步,到一路向前掘进,再到跨入世界先进行列,实现了完美逆袭。

2008年,在国家“863”计划支持下,杨华勇、魏建华等一批专家学者和中国中铁无数科研人员共同攻关,突破核心技术封锁,研发制造了中国第一台拥有自主知识产权的复合式土压平衡盾构——中国中铁1号,实现了从0到1的突破。自此,“洋盾构”一统天下的格局终于被打破,我国开始从用盾构向造盾构转变。

从2008年第一台具有自主知识产权的复合式土压平衡盾构机下线,到现如今盾构订单超过1200台、出厂1000台、出口21个国家和地区,成为世界知名的中国盾构行业领先者,支撑中国中铁装备集团快速发展、中国盾构机产业爆发的,正是创新创造。

“山河号”超大直径盾构机在济南顺利下线“山河号”超大直径盾构机在济南顺利下线

如今,中国正在造世界最好的盾构机,向海外进发。

2012年,“中铁50号”出口马来西亚,成为中国盾构机走向海外第一单。通过针对性设计,提升设备性能,使马来西亚一条隧道的贯通提前了43天,创造了当地盾构施工纪录,由此奠定了中国造盾构机的海外声誉。随后,中铁装备又敲开了以高标准著称的新加坡、意大利等30多个国家和地区的市场。

截至2023年,中国盾构机在全球市场占比达70%。最新统计数据显示,中国盾构机订单总数超过5000台,已出厂超过4500台,出口海外约40个国家和地区。

资料来源:人民日报海外版、科技日报、中国建设杂志、光明网、新华网、大众网、澎湃新闻、中华网、新黄河、青岛日报

(大众新闻见习编辑 石少汛 整理)

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