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管片拼装成型后的南京长江隧道不渗不漏、美观整洁。
苏通GIL综合管廊工程施工现场。(戴升宝摄)
跨河发展，交通先行。今年六月济乐高速南延吹响济南北跨黄河发展的号角，济南人开始憧憬天堑变成城市内河的“大济南”美好前景了。而近期在济南实施的“北跨”战略中，“三桥一隧”规划部署正向前推进，部分桥隧工程将年内动土，济泺路穿黄隧道作为首个推进的“三桥一隧”项目，备受社会关注。日前，济南跨黄“三桥一隧”通过专家论证，济南市城乡交通运输委也宣布穿黄隧道工程将实现年内动土。
黄河自古被称为天堑，而济南要建的穿黄隧道是国内最大的，其工程难度显而易见。记者采访了解到，中国已经有很多地方建成了类似穿越长江、湖泊的隧道，也有一些穿越黄河的隧道已经建成。济南还有在泉水条件下建设轨交隧道的独特经验，济南穿黄隧道建设虽然有难度，但前有外地成功案例可借鉴，后有济南轨交实践经验积累，穿越黄河是指日可待的事。
济南穿黄隧道工程水下施工难度究竟有多大?盾构如何下穿湍流不息的黄河呢?为此，记者辗转南京、苏州等地，探访建成通车的南京长江隧道和在建的苏通GIL综合管廊工程，还采访了穿越黄河的部分工程，真实体验了水下隧道为城市交通提供的方便快捷，全方位了解了目前中国水下盾构技术的成熟安全，济南穿黄隧道工程已无技术障碍。
水下60米过隧道似平地
随着各学科技术水平与制造业水平的快速发展，中国盾构法隧道的直径、推进长度和施工技术，创造并刷新了一系列水下工程的世界纪录。目前世界上已建成的直径最大的盾构隧道——上海市崇明越江通道南港隧道，其盾构外径达到15.0米;我国首条单洞双线地铁盾构隧道——南京地铁10号线长江隧道，是当时国内掘进距离最长、埋深最深、水压最高、地质最复杂的地铁盾构过江隧道，隧道长距离穿越强透水、高水压粉细砂层，及部分砾砂、卵石层，施工风险巨大。
近日记者来到通车7年的南京长江隧道，它有着“万里长江第一隧”之称，从长江南岸滨江快速路与应天大街互通立交过渡段一路向北，就进入江底隧道，隧道为双向6车道。从隧道表面看，过江隧道内部与其他公路隧道并无区别。穿过整个隧道渡江仅需5分钟，隧道内限速80公里/小时，光线良好，手机信号不受任何影响。
重回地面后，记者还问随行人员：“快进入穿江隧道了吗?”当得知已经回到地面时，记者不敢相信刚才已经通过了水下60米深处的过江隧道。目前，南京长江隧道日均车流量9万辆左右。如果这样的隧道穿越黄河济南段，从地下通过天堑也不过是几分钟的事。
济南穿黄将用“大家伙”
济南穿黄隧道将采用盾构施工法，施工原理与济南市民已经熟悉的轨道交通隧道工程相似。不过，轨交施工用的是土压盾构机，而且直径小得多，只有六七米。而穿黄隧道用的盾构机可能为泥水盾构机，通俗点来说就是不用运输渣土，而是泥水通过盾构机实时送出，它的直径可能达到15米左右，是一个超过以往的“大家伙”，有5层楼那么高。
记者在苏通GIL隧道见到了他们所用盾构机，直径12米多，这样的“大家伙”让人望而失畏。据中铁十四局大盾构公司施工负责人陈鹏介绍，隧道开挖后，泥水盾构机在前面施工，底部输送机会持续运送一片片水泥预制管片，盾构机前部一个圆弧形的“大吸盘”，吸住预制管片后向上旋转，在盾构机壳体内拼接成圆形隧道，一次成形永久的隧道支护结构，确保隧道不因外界压力而坍塌。组成圆形隧道壁的管片，在盾构机壳体内拼装，精度可达到1毫米。盾构机在液压千斤顶的推动下前行，每前进2米，拼装成一环新的管片，最终形成一个密封的水泥管道……就这样掘进、拼环、再掘进、再拼环，水下隧道在不断循环中向前延伸。此外，盾构机在前进的同时会自动在圆形隧道内架设箱涵，并在箱涵上铺设预制水泥板，形成未来的路面。陈鹏告诉记者，每个隧道用的盾构机都有很大区别，这主要与施工段的地质有关。
黄河上下已有6条隧道
尽管我国在长江流域和部分湖泊有多次穿越水底的施工经验，但黄河有独特的地质条件，下游已成“悬河”，穿越黄河也这么容易吗?中铁十四局大盾构公司党委书记张小峰告诉记者，据统计，国内穿越黄河的隧道工程有6条，分别为西气东输三次穿越黄河(宁夏中卫、山西永和县、河南郑州)工程、南水北调中线穿黄隧道工程(河南郑州)、兰州轨道交通1号线二次穿越黄河工程，主要施工方法为钻爆法、顶管法和盾构法。2016年5月建成通车的兰州轨道交通1号线是国内目前唯一一条具备交通功能的黄河隧道，不过其直径是济南穿黄隧道的一半左右，将为济南穿越黄河提供宝贵的参考经验。
兰州轨道交通1号线工程盾构区间总长2133米，穿越黄河段317米，最大埋深36.5米，最浅处距地面19.5米。盾构机主要行走于卵石含量达80%的大粒径、高硬度、全断面卵石地层中，水头压力高、卵石含量大且硬度高，面临着击穿河床、河水倒灌、卡死刀盘等巨大风险，被中国工程院院士钱七虎、梁文灏等国内知名专家评为“世界级难题”。工程配备直径6.48米的泥水盾构机和土压平衡盾构机各一台，施工中解决了气垫舱卵石滞排、排浆循环回路频繁堵塞、工作面气密性差、保压困难容易失稳等一系列技术难题，成功攻克了地质条件较差、卵石含量高、地下水位高、渗透系数大和地层弱胶结等世界级难题，系统总结了盾构地铁穿黄关键技术，形成了一大批优秀技术成果及工程实施经验，为盾构地铁穿黄建设提供了可靠的技术支撑。
济南穿黄隧道到底难在哪?曾参与济南穿黄隧道论证的专家告诉记者，黄河济南段是下游，河床比市区地面高4—5米，是有名的“悬河”，隧道施工有其特殊性。而水下工程最大隐患是水的问题，如何保证黄河水不渗透是工程最大难点。这样的地层还易出现的问题是糊刀盘，黏土糊在刀盘面板，导致刀盘转不动。如果加大马力硬往前推，刀盘的温度会迅速升高，会达到200多摄氏度，这时稍有不慎前面的黏土就“热”成了砖而前功尽弃。因此，精心设计盾构机，在施工过程中根据情况及时调整刀头，一切问题才会迎刃而解。
