济南黄河隧道工程西线隧道顺利贯通，“万里黄河第一隧”全线贯通！
发布日期：2021-01-25 10:38:27 来源：原创
2021年1月23日，随着“黄河号”盾构机巨大刀盘破土而出，由济南城市建设集团投资建设、中铁十四局集团承建的济南黄河隧道工程西线隧道胜利贯通。至此，“万里黄河第一隧”，我国在建最大直径公轨合建盾构隧道全线贯通。按照计划，今年10月份隧道建成通车，届时，开车最快4分钟、乘坐地铁2.5分钟可穿越黄河，比绕道济南黄河大桥节约近一小时车程。
超大盾构首穿地上“悬河” 创造同类隧道施工新记录
济南黄河隧道工程位于济南城市中轴线上，南接主城区济泺路，北连新旧动能转换先行区。工程线路全长4760米，隧道长3890米，其中盾构段长2519米，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。隧道管片外径15.2米，是目前黄河流域最大直径的隧道，也是目前国内在建最大直径的公轨合建盾构隧道。
2019年9月开始，由济南城市建设集团和中铁十四局集团联合打造的“黄河号”和“泰山号”两台超大直径泥水平衡盾构机先后始发掘进，首次开启对地上“悬河”的穿越。
每一台盾构机长166米，总重4000吨，装机总功率8688千瓦，最大推力199504千牛。刀盘开挖直径15.76米，相当于5层楼高，刀盘主驱动的核心有14个变频电机，总功率4900千瓦。隧道最低点位于河床下54米，最大水土压力6.5巴（相当于一个人手掌大小的面积上承受两个成年男子的重量）。
项目提出了双道防淹门解决方案，以实现全方位有效封堵，保护城市安全。为拓展城市空间，济南黄河隧道设计为城市市政道路和轨道交通合建方案，实现隧道空间最大利用率。“万里黄河第一隧”设计为双管双层公轨合建盾构隧道，上层为公路双向6车道，下层为轨道交通以及排烟通道、管廊和逃生通道，实现一次穿越黄河的利用率最大化，极大降低了对环境的影响。
济南黄河隧道工程内设置了消火栓、水喷雾、灭火器、广播、紧急电话、视频监控、设备监控等完备的防灾救援设施，通过中央计算机形成有机系统，如遇突发状况，可实现上层道路6分钟完成疏散，下层地铁区间30分钟完成疏散。
经过设计、施工、监理单位和数千名员工的艰苦努力，东线隧道于2020年10月30日率先贯通，西线隧道随后贯通。根据有效掘进时间统计，平均每天平稳掘进10.8米，创造了同类隧道施工的最新记录。
连克复合地层多重“夹击”
在济南黄河隧道掘进中，大断面、长距离、浅覆土、深基坑、高水压，这五项技术难题先后被建设者一一攻克。
最大的难题是钙质结核和粉质黏土不规则分布，甚至是交叉出现，造成了盾构机在掘进中刀齿崩断、卡泵、滞排、废浆量大等。掘进中遇到的岩石强度普遍达到45兆帕，最大为90兆帕，相当于高铁桥墩钢筋混凝土强度的两倍还多。最困难的一次26个小时只掘进了2米，取出58块坚硬的岩石。
大块钙质结核堵塞格栅，造成了泥水循环系统排浆困难，严重时导致停机、管道被磨穿等问题。项目充分发挥在水下大盾构施工领域核心技术优势，工程技术人员在盾构机上设计加装了采石箱，改用新型成型管道，将进、出桨管道倒换使用，提前在易磨管道位置焊接钢板加厚“补丁”，来应对坚硬岩石的碰撞。
东线隧道遇到的钙质结核“密集区”有一公里的区间，以工匠智慧攻克了道道难关，这些成果紧接着运用于西线隧道，避免了另一条隧道施工中重走“弯路”，大大提高了施工效率。
建成超大盾构最先进生产线
在济南黄河隧道工程施工现场，除了最智能最先进的盾构机，还处处可以感受到大数据、BIM、物联网技术、信息技术等对这一超级工程的强大支撑。
工程技术人员改造优化了世界最先进超大直径盾构机，成功克服了施工中遇到的大粒径钙质结核、高黏性地层等问题，实现了盾构管片和箱涵的高精度预制和拼装，开展了“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12项科研课题攻关，形成了一整套针对黄河隧道地层特点的施工关键技术，已在中文核心期刊发表论文7篇，申请专利35项，其中实用专利16项，进一步提升了我国超大盾构的建造能力和技术水平。
建设了国内第一条15米以上管片智能化自动化生产线，所有管片和箱涵实现了预制生产全过程监控、二维码“身份”信息验证、质量终身可追溯，保证了产品质量。研发了管片抹面机器人、管片3D智能检测系统，通过设备维保“领值系统”加强盾构机定期维保养护，设备优良率保持在96%以上，确保了施工安全。
在国内首次采用超大π型箱涵同步安装工艺，研制了新型模板台车，液压收模、电动行走，集预制、吊装、运输、安装等为一体，操作方便，节省人工，提高功效，降低了对盾构施工运输的干扰和影响。
工程临近一级水源地鹊山水库，项目部按照“标准高、形象好、工厂化”的总体思路坚持生态优先，科学绿色施工，泥浆重复循环使用，做到了零排放。
通讯员：丁宁 刘福昌 丁翔（黄河隧道项目部）
编辑：张虹悦
