国内最长过海地铁隧道贯通

科技日报记者 高博

隧道里隆隆震动,最后一层薄壁裂开了,崩塌了。巨大的刀盘旋转着冲了出来。隧道里响彻工人的欢呼声——是时候回家过个好年了!

国内最长过海地铁隧道贯通

员工欢庆过海隧道贯通

1月20日,国内最长的过海地铁隧道宣布贯通——随着青岛地铁8号线过海段泥水盾构安全到达接收点,5.4公里过海隧道完全成型。这也是国内最长的泥水盾构过海隧道,仅用2年零7个月即顺利完成5.4公里过海段掘进,泥水盾构实现220米/月掘进速度,这在同类工程中是没有过的,在地铁建设领域创造了“青岛速度”。

青岛地铁8号线过海隧道顺利贯通

科技日报记者了解到,面对巨大困难和风险,数千参建人员发扬“攻山头、炸碉堡”精神,运用多种先进技术,缩短工期,在春节前给青岛市民献上厚礼。

青岛地铁8号线全长61.4公里。大洋站到青岛北站区间全长7.9公里,其中海域段长5.4公里,是目前国内最长的过海地铁隧道,由于地质极其复杂,经反复论证确定采用“盾构法+矿山法”对打施工,东侧过海段2.9公里采用泥水盾构法施工,西侧过海段2.5公里采用矿山法+双模式TBM施工。

施工方中铁一局介绍说,过海隧道最大埋深达海面下56米,穿越地质复杂多变,共穿越9条断层破碎带,总长约1.5公里,破碎带围岩破碎、渗透性强,且部分连通海水,在如此高压力、长距离、大量断裂带中掘进,施工难度之大,安全风险之高,在国内实属罕见。

国内最长过海地铁隧道贯通

管理人员查看中继泵工作状态

青岛地铁集团为解决疑难问题,邀请中国工程院院士和中国勘察设计大师为过海隧道设计施工“会诊把脉”,有效优化了设计施工方案及风险控制体系,根据专家意见,采用动态换刀、多方式超前地质预报、防涌防泥防坍塌管理预案等措施,有效保障了施工安全和进度。

在几十米深的海下地层掘进,有各种致命风险。软弱的围岩和沉积物,可能在掘进过程中失衡。工程人害怕“冒泡”——上方的海水漏进隧道;更害怕“包饺子”——地层坍塌,掩埋机器。摒除这些风险,必须靠先进的勘探和掘进技术,以及一丝不苟的管理。

中铁一局的盾构机,穿越F3、F4两大断裂带长达703米,海底带压换刀及富水软土联络通道施工风险巨大。为了有效控制带压换刀安全风险,他们邀请国内知名专业换刀队伍。设备管理精细到每个螺丝,确保施工安全。他们还创新施工,采用气压辅助半仓掘进模式,大幅提高工效、降低损耗、提前工期,创造了过海段泥水盾构月均掘进220米的全国纪录;为解决联络通道施工风险,他们在国内首次采用小盾构进行海底联络通道施工,较常规的矿山法工艺节约2个月工期,且更加安全。

国内最长过海地铁隧道贯通

拼装完成的过海段盾构隧道

西侧过海段的矿山法施工也要穿越多条断层破碎带,其中F5断层影响长度达500米,断层围岩破碎,富含地下水,掘进过程中多次遇到喷涌的柱状浑水,非常危险,一旦发生事故,将是毁灭性的。为安全、快速完成正线隧道开挖,在正线南侧增加了一条平行导洞,此导洞在国内首次采用双模式TBM海底穿越断层破碎带,使正线工期增加了10月,并顺利实现增加4个开挖面的目的。施工过程中采用多种技术创新,例如超长探孔及孔内成像技术、机械手臂进行多循环帷幕注浆等,大大降低了对周边围岩的扰动,避免了突泥涌水情况的出现,有效提升了开挖稳定性和安全性,也提高了施工效率。

这条海底隧道的贯通,将为中国未来更大更长隧道的施工提供重要参考。

中国中铁承建的青岛地铁8号线过海隧道的顺利贯通,意味着全线的瓶颈被克服,胜利指日可待。青岛地铁8号线备受当地人民关注,也是山东一个重要建设项目。它串联了青岛主城区和胶州市,连接胶东国际机场、胶州北站、济青高铁红岛站和青岛北站等交通枢纽,设计时速达120公里。它的开通,也将方便赴青岛旅游的外地人。

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