超大直径盾构首穿地上“悬河”，“万里黄河第一隧”东线贯通

2020年10月30日，在济南市天桥区泺口浮桥渡口旁，“泰山号”盾构机巨大刀盘破土而出，被誉为“万里黄河第一隧”的济南黄河隧道工程东线隧道率先贯通。标志着我国在建最大直径公轨合建盾构隧道取得重大进展。

黄河济南泺口段，河床高出南岸城区地面5米，最大洪水位高出河床11.62米，是一条罕见的、水量巨大的地上“悬河”，济南黄河隧道正从这里穿越。隧道全长4760米，其中盾构段长2519米，隧道管片外径15.2米，也是万里黄河上迄今在建最大的隧道。

据介绍，针对大直径盾构隧道首次穿越“地上悬河”，以全国勘察设计大师、中国铁建首席专家、铁四院副总工程师肖明清为核心的铁四院设计团队，首次设计了双道防淹门解决方案，实现全方位有效封堵，保护城市安全。同时济南黄河隧道穿越城市繁华区域，为拓展城市空间，隧道设计为双管双层，市政道路与轨道交通合建，上层为双向六车道公路，下层为轨道交通以及管线和逃生通道。实现了一次穿越黄河的利用率最大化，极大降低了对环境的影响。

济南黄河隧道工程采用两台超大直径泥水平衡盾构机施工，盾构机开挖直径15.76米。施工面临开挖断面大、掘进距离长、浅覆土、深基坑、高水压、地质情况复杂多变等一系列技术难题。

“在掘进过程中遇到的最大难题是河底长距离钙质结核层，有1000米的区间为钙质结核‘密集区’，最硬岩石强度达到45兆帕，相当于高铁桥墩钢筋混凝土的强度。大块钙质结核堵塞格栅，造成了泥水循环系统排浆困难，严重时可导致停机、管道被磨穿等问题。”中铁十四局项目部盾构经理董冰说，其次是黄河底部全断面粉质黏土地层，土质黏性高，废浆量大，刀盘易结泥饼。

针对黄河隧道地层特点，工程技术人员在院士专家团队指导下，依托大数据、BIM和物联网技术，改造优化了世界最先进超大盾构机，制定出刀盘结泥饼判断及位置检测方法，研发一套泥饼形成的预测软件治理“粘牙”问题。工程已形成“超大直径泥水盾构废弃泥浆环保处理及资源化关键技术”、“高粘粒地层超大直径泥水盾构防结泥饼技术”等科研成果18项，报审实用专利13项。

济南黄河隧道施工还有许多首创。“建设了国内第一条15米以上管片智能化自动化生产线，研发了管片抹面机器人、管片3D智能检测系统。”董冰说。

据悉，隧道西线正按计划顺利掘进，预计2021年春节前实现贯通。

来源：科技日报 文中图片由作者提供

编辑：宋慈（实习）

审核：朱丽

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