鉆山入海，中國隧道有多牛？
2016-03-01
中國有多少隧道？目前，我國公路、鐵路隧道總長約2萬公里，各類水下隧道總長超過1萬公里。如果加上在建和納入規(guī)劃的，中國隧道總里程可繞地球赤道一周有余，規(guī)模和建設速度均居世界第一。
中國隧道有多牛？世界上最高的特長隧道、世界上最長的湖底隧道……從高原到溶洞，從江底到海底，條條“長龍”鉆山入海，是中國隧道建設水平跨入世界前列的無字豐碑。
穿海過江，應對潮汐水壓變換，難度不亞于鋼絲上跳芭蕾
今年1月29日，隨著機頭刀盤旋轉，兩層樓高、85米長的“成功號”盾構機緩緩向前推進，我國首條地鐵過海隧道——廈門地鐵2號線過海隧道正式開始掘進施工。盾構機“頭部”的刀盤猶如開路先鋒，將前方的土石不斷鑿碎攪拌。這些被鑿下的土石混著水，通過盾構機上管線被輸送到泥水分離站。隨著刀盤前移，盾構機自動將一片片弧形混凝土預制管片“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外。
“雖然同在一個城市，可是從廈門島外海滄進到島內要開1個小時車，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，從未如此關注過隧道施工。
對于千千萬萬個鄭奇忠而言，每一條隧道由暗轉明，打通的是不一樣的未來。從依靠鋼釬、大錘打眼，炸藥爆破碎石，肩扛抬運砟土的“白手起家”，到利用盾構這種地下工程“土行孫”施工，中國隧道施工也經歷了一次次由暗轉明的技術飛躍，更使穿江過海成為可能。
穿江過海，要過“水壓關”。與陸地施工不同，無論是江水還是海水，水壓隨潮汐瞬息萬變，特別容易導致盾構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。“廈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，這就相當于盾構機上一會壓著大象，一會兒壓著兔子。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F建十四局集團廈門地鐵過海隧道項目部總機械師楊民強介紹，盡管難度不亞于鋼絲上跳芭蕾，曾成功打通多條長江隧道的中國建設者，已經掌握了一整套“水底壓力平衡術”，可以盾構前行做到數萬塊隧道管片的拼接精度誤差僅0.3毫米，不透不漏。
穿江過海，要過“地質關”。“不打隧道，就不會了解中國的多樣地貌?！痹鴧⑴c多條水底隧道施工的總機長吳玉禮回憶，修建穿黃河的蘭州地鐵1號線隧道時，大家遇到了易塌方的鵝卵石層，一度卡住刀盤；修建穿越湘江的長沙地鐵時，又遇到了溶洞，只能通過灌注砂漿填洞，給盾構機制造反作用力再推進。最難忘的是打通穿越揚州瘦西湖的隧道?！伴L達1200多米的硬塑粘土地層，就像揚州特產牛皮糖，粘得刀盤都轉不動。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)造了超大直徑盾構機在全斷面粘土地層平均日掘進8米、最快日掘進12米的世界紀錄?！?br />
山里打洞，防瓦斯就像守護“火藥桶”，抽水能抽出小水庫
隧道，多在險峻處。在工程體量越來越大、施工地質越來越復雜的今天，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。”中國鐵建二十二局集團項目部經理鐘奇杰回憶，貴昆鐵路六沾復線烏蒙山一號隧道，穿越2個煤系地層，是我國瓦斯壓力最大的隧道，最大壓力下瓦斯涌出量每秒達20.624立方米。隧道開鑿電氣裝備多、摩擦難免，可在這樣的瓦斯?jié)舛认轮灰幸唤z明火，隧道瞬間就會變成“火藥桶”。
讓“火藥桶”啞火，一要實時檢測到位，二是保證有效通風。項目部引進了先進瓦斯自動監(jiān)控系統(tǒng)，洞內的甲烷、一氧化碳、硫化氫等有毒氣體濃度，以及溫度、濕度、風速等信息實時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，防止靜電產生，可謂“武裝到牙齒”。為了加強通風，僅隧道出口端就設有各種抽風機11臺。
除了防爆，排水也是難點。隧道施工，可能會遭遇地下水突然滲透，水量大時不僅會沖走施工設備和人員，還會造成洞體塌方，是隧道施工事故的重大隱患。
新關角隧道，海拔3400米的世界高海拔第一鐵路長隧道，施工中最大的困難是洞內超強涌水?！捌骄刻煲獜亩磧瘸榕潘?7萬立方米，最大日涌水可達32萬立方米，相當于一天抽出一座小型水庫。打孔時，噴射出來的水柱能把風槍手一下子沖倒在地?！敝袊F建十六局關角隧道指揮長孫勝臣說，為了排水，項目部展開科研攻關，不僅利用紅外線探水，設置了多級泵站，還成立了水電維修隊，額外開鑿了一條8060米的泄水洞，形成了高原隧道應對超強涌水的一套完整的施工方案。
穿越地震帶，也是中國隧道施工的獨特挑戰(zhàn)。我國是地震活動頻度高、強度大、震源淺、分布廣的國家。不少隧道不得不穿越地震斷裂帶。像我國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。這樣的地質條件，不僅導致隧道中經常遭遇巖爆，挖掘機屢屢被滾下的石塊砸壞，而且還使施工必須穿越地熱區(qū)間。
“我們這是打隧道打進了高原火焰山，巖壁溫度高，再加上高原本就缺氧，工人們進入隧道，別說施工，呼吸都困難?！敝袊F建十二局拉日鐵路項目部項目經理尚紅衛(wèi)回憶，施工洞內最高溫度達到46攝氏度，堪比桑拿房，一些工人進洞后不到半小時就發(fā)生暈厥。就是在這樣艱苦的條件下，我國首條高原高巖溫長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”，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”一點不低。
目前國內在建的眾多地鐵、地下走廊均處于城市繁華地段，隧道施工稍有不慎就會導致地上建筑物變形、開裂，甚至倒塌。此外，城市地下水管、電線、光纜、熱力管道等錯綜復雜，地鐵施工也需要繞避這些“盤絲洞”。
以國內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25.7萬立方米，能在標準足球場上蓋起16層大樓；其地下深度達27米，地下風井結構距路口東南處的中發(fā)電子大廈基礎僅3.6米，相當于走出大廈3.6米就是27米深的懸崖，施工不慎，大廈將傾。車站施工范圍內還有自來水、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，甚至燃氣爆炸。
城市“地下工作者”就得膽大心細。地鐵施工不僅要和地層緊密結合，也要適應周邊市政環(huán)境。中國鐵建十四局北京地鐵黃莊站項目工程部部長侯永兵在施工前，就把施工范圍內的518個井都下了一遍。黃莊地區(qū)每個管井的位置、年代、特點，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，不僅關系地鐵工程質量，更關乎同事和城市的安全?！?br />
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，容易導致結構變形，使路面塌陷。為了最大限度減輕對周邊的影響，建設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，將施工開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機“中原1號”鉆出了如今車水馬龍的中州大道隧道。“矩形盾構施工效率比人工開挖要提高四五倍，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目部項目經理楊紅軍介紹，利用自主創(chuàng)新的國產盾構機，上百人干一年的工程量，20多人兩個月就可完工，并且一舉改變市政隧道施工需開膛破肚、交通斷行的歷史。“別看還是在修隧道，卻告別了‘鄭州鄭州，天天挖溝’的老黃歷１
《人民日報》（2016年02月29日19版）
