水下隧道穿江越海鋪坦途

齊慧

8月9日，武漢地鐵8號線長江隧道貫通。這是國內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，為了節約能源、保護環境，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”。水下隧道建設技術被稱為地下空間開發結構工程技術的關鍵技術。通過我國隧道工程技術人員長期努力奮斗，尤其是近5年來，在多項世界首創水下隧道的工程實踐中，我國水下隧道的設計、施工技術與管理，逐步走到世界的先進行列。

創新成就“國內之最”

走在直徑12米多、4層樓高的武漢地鐵8號線長江隧道內，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。

采用單洞雙線的創新設計有很多好處。呂延豪說，采用單洞雙線，可充分利用隧道內空間，設置專用風道滿足通風要求，保證行車密度，滿足遠期最小發車間隔2分鐘的服務要求以及防災要求。同時，無需在地面建筑風井，可以最大限度保護該線路所經地區的文物和老建筑。此外，單洞雙線只需要一臺盾構機，一次性將雙側地鐵列車隧道打通，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，同時強風化泥質膠結黏土層黏結刀盤，給盾構掘進造成巨大阻力，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機廠商量身定制了一臺12.51米級泥水平衡盾構機，在世界盾構施工中首次實現了常壓下滾刀、齒刀互換技術。

“以往更換刀具必須帶壓作業，每次換刀前后，作業人員要在高壓艙內待上很長時間讓身體適應，每次帶壓作業時間不超過40分鐘，換一把刀往往需要幾個小時，換刀效率低，作業風險大。而我們研發的常壓下滾刀、齒刀互換技術，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機艙內換滾刀上陣。”張哲說。

水下隧道蓬勃發展

近年來，我國水下隧道建設蓬勃發展，眾多水下公路、地鐵、鐵路隧道在構建城市、區域交通網建設中發揮了便利作用，也為水下隧道施工建設積累了豐富的技術和經驗。

2008年12月28日，武漢長江隧道通車運營，中華民族實現了“隧穿長江”的夢想。這條隧道打破了以往大直徑盾構只適用于軟土地層的局限，開創了我國在復雜條件下修建大直徑盾構隧道的先河。先進的盾構技術為我國城市交通發展的“地鐵時代”提供了有力的技術支撐。武漢長江隧道破解了五大世界級難題，取得了十多項國家專利，沒發生一起安全事故。

以“萬里長江第一隧”為起點，一年半時間內，我國長江中下游三大越江隧道——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史上是絕無僅有的，標志著我國穿越江河湖海的隧道技術臻于成熟，達到了世界先進水平。

水下隧道的建設不僅收獲了高品質的隧道實體，也帶動了水下隧道設計、施工隊伍的成長。科技人員在水下隧道領域不斷“破題”，研發實力在關鍵技術的攻關中逐步成長，自主創新比重進一步擴大。呂延豪說，中國鐵建鐵四院年均建成通車一條水下隧道，成為國內設計水下隧道最多、擁有施工工法最多的設計院。

從大江邁向大海

遇水架橋是千百年來人類的習慣做法，隨著水下地質勘探技術、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環境，具有很強的抵抗災難災害和突發事件的能力等獨特優勢，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，為我國在這一領域提供了強大的技術支持，并開啟了水下隧道建設從大江邁向大海的新時代。

廈門翔安海底隧道是國內第一座海底隧道，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”已推廣應用到多座跨江越海工程。之后，國內首條采用盾構法施工的地鐵海底隧道也在廈門盾構始發。

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，建立自動跟蹤測量系統，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注和論證的項目，舉世矚目。隨著技術的不斷創新和進步，穿江越海的夢想正一步步實現。