【科技前沿】打破多项世界纪录！“万里黄河第一隧”通车

穿越九个省（自治区）的世界长河之一、中国第二大河流黄河在今天创造了历史。

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。此举意味着全长约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（隧道内上层为双向6车道城市道路，下层为轨道交通预留）。

科技日报记者 王延斌 摄

这是中国被誉为“基建狂魔”超强实力的最新例证。

国家最高科学技术奖获得者、中国工程院钱七虎院士表示，“这是一条以科技创新为支撑的高质量隧道”，为建设黄河中下游通道提供了有力依据，形成的超大直径盾构适应性选型配置等关键技术达到国际领先水平。

科技日报记者了解到，首穿“地上悬河”，施工方突破了重重技术难题，甚至“每天都有如临深渊、如履薄冰”的紧张感——其挑战在于黄河从河南境内到出海口逐渐形成“地上悬河”，隧道所在的济南泺口段河床高出南岸天桥区地面5米，最大洪水位高出11.62米。

在黄河底下挖隧道，好像头顶一盆水打洞，一旦渗漏，就有水淹全城的风险。正因为隧道具有长距离、浅覆土、高水压、超大直径、超深基坑等特点，施工风险极大，所以它被誉为“万里黄河第一隧”。

据中铁十四局项目负责人历朋林介绍，该项目全长4760米，其中2519.2米采用盾构隧道形式下穿黄河，隧道管片外径15.2米，其中，隧道内上层为双向6车道城市道路，下层为轨道交通预留。

针对工程水文和地质条件，中铁十四局与建设单位联合研制两台开挖直径15.76米的泥水平衡盾构机施工。

他们充分发挥多年来盾构施工穿越江河湖海的丰富经验，每掘进一环，都要根据地层覆土厚度、土质、容重等参数，计算盾构机切口压力，保持盾构机和土体压力平衡。为确保大堤零沉降，该工程每10米为一个断面设置一系列沉降观测点，一天测4次标高。

在这期间，他们还攻克了钙质结核地层，粉质黏土、俗称“老胶泥地层”造成的管道磨损、卡泵、吸口堵塞等一系列世界级难题，最终，在历经511天掘进后，两条隧道相继贯通。

“平均每天平稳掘进10.8米，最高月进度370米”，这一速度也创造了同类隧道施工的最新记录。

该隧道在施工过程中也解决了一系列“疑难杂症”。

据了解，隧道最低点位于河床下54米，最大水土压力0.65兆帕。盾构段遇到了钙质结核局部富集，最大粒径75厘米，强度最高90兆帕，盾构机掘进到第460环开始，突然出现震动、异响，随后盾构机停止运转。此段长达1000米距离，给施工造成了极大困难，甚至出现管道磨损、卡泵、吸口堵塞等一系列难题。最困难的一环（2米），耗时26小时，前后拆卸19次排浆泵，掏出58块钙质结核。

科技日报记者 王延斌 摄

科技日报记者 王延斌 摄

为突破“乱石区”，建设方加装双循环采石箱、出浆管自身旋转180度、进浆管和出浆管互换、提前焊接钢板补强等方式解决管道磨穿难题。穿越1公里的“钙质结核密集区”，出浆管打了1000多个“补丁”。

穿越地层主要以粉质黏土为主，俗称“老胶泥”，出浆管常常被胶泥堵得严严实实，长10米一节的管道一堵就是3节，胶泥越堵越结实，用铲子都挖不动。胶泥堵死泥水处理厂分配器，无法分送到筛板上进行筛分。于是，施工人员将堵管换掉，加装了10台中继泥浆泵，管路上加装“空气炮”，用压缩空气顶吹泥柱子，终于解决了胶泥难题，提高了泥水处理效率。

据了解，该工程技术创新团队取得了19项科研成果和88项专利，获得第三届“优路杯”全国BIM技术大赛金奖、山东省地下空间工程技术创新成果等奖项，进一步提升了我国盾构隧道建造能力和技术水平。

据悉，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。

可在6分钟内完成应急撤离

济南黄河隧道是公轨合建隧道，内有排烟通道、管廊和逃生通道，一旦发生火灾或紧急情况，公路层75m一个逃生通道，轨道层150m一个逃生通道，上层道路6分钟完成疏散，下层地铁区间30分钟完成疏散。隧道外设置有监控指挥中心，24小时无死角监控隧道运行实况。隧道内还配置了双道防淹门，可在没有电力供应的情况下，手工启动关闭防淹门。

（科技日报记者 王延斌）