“万里长江第一隧” 攻克世界性难题引领盾构穿江技术

    2008年12月28日，由中铁隧道集团联合体总承包、被誉为“万里长江第一隧”的武汉长江隧道进入调试试运行阶段。这意味着武汉开始迎来水上（桥）、水面（轮渡）和水下（隧道）三重立体过江网络。

　　武汉长江公路隧道全长3．63公里，工程概算投资20．5亿元，是中国修建的第一条长江公路隧道，2002年4月被国家正式批复立项，2004年11月破土动工，是武汉市重点工程，位于武汉长江一、二桥之间，连接武昌和汉口两个中心。长江隧道为双向4车道，设计行车时速为50公里，设计日通车能力可达9万辆，通车后7分钟可穿越长江，将大大缓解汉口中心区与武昌中心区的客运交通压力，改善城市道路网络。

　　攻克五大世界性难题

　　武汉长江公路隧道中的过江盾构隧道全长2537米，按照世界先进的江底隧道标准建设，是目前我国地质条件最复杂、工程技术含量最高、施工难度最大的江底隧道工程。隧道地质含黏土、粉土、粉细砂、卵石，还有岩层等13种围岩，尤其是上软下硬的地层施工难度极大。施工中遇到12个技术难题，面临姿态控制、高水压、超浅埋、强透水、长距离掘进等5项世界性难题。

　　中铁隧道集团依靠强有力的系统支持，不断进行科技攻关，经过49个月的艰苦努力，攻克了五大世界性施工技术难题，成功穿越长江进入调试运行阶段，创造出盾构机在高水压、强透水、软硬不均复杂地质条件下，一次掘进2500多米穿越长江的成功先例，没有发生安全事故，并在设计、施工、采购总承包管理模式和穿江风险源控制等方面进行了积极探索，为引领隧道穿越江河湖海、拓展盾构施工技术起到了示范作用，充分展示了我国隧道施工的现代化水平。

　　中铁隧道集团联合体武汉长江隧道工程指挥长万姜林日前在武汉接受新华社记者采访时说，长江武汉段江底地质条件复杂，有黏土、粉土、粉细砂、卵石，还有岩层等13种围岩，其上软下硬的地层结构，是隧道挖掘施工的“天敌”。他说，开挖武汉长江隧道的每一个施工阶段，几乎都伴随着世界级技术难题的攻关。

　　他说，武汉长江隧道的建设施工必须在防洪设施密集、城市建筑众多的中心城区进行，这也决定了这些难题的世界性。他说，这五大难题一是姿态控制，盾构机穿越软硬不均的地质，掘进姿态难以控制；二是高水压，隧道从水面到底部深57米，江水的压力极大，防止隧道透水是最大难点；三是超浅埋，部分地段盾构机离地面只有5至6米，要不“惊动”地面建筑，穿越长江大堤等，难度极大；四是强透水，隧道两岸大部分为粉细砂地层，一旦透水，后果不堪设想；五是长距离掘进，由于地质变化大，盾构机必须一次性成功穿越2500多米。

　　据专家介绍，盾构机在地底下挖掘，容易引发土壤沉降，造成建筑坍塌。中铁隧道联合体在施工过程中，采用“气垫式泥水平衡技术”，使盾构机掘进时波动很小，保持水压平衡，水土沉降控制在3厘米以内；针对长江武汉段江底大部分为粉细砂地层，防渗水成为长江隧道施工的又一大难点，中铁隧道联合体采用最新的防水接缝技术，注浆采用高分子聚合物新材料，为江底隧道的施工开创了先河。

　　通风排气模式世界领先

　　“万里长江第一隧”采用了世界领先的、有别于传统隧道的通风、排气模式，以确保通排效果达到最佳状态，并尽可能地减少环境污染。

　　武汉长江公路隧道总设计师、铁道部第四勘察设计院高级工程师肖明清介绍说，传统的隧道废气（如汽车尾气、火灾引发的烟尘等）的排放，都通过从隧道两端的出入口外排，对周边环境影响大，通排效果也差。特别是遭遇火警时，烟雾往出入口排放，会对人群疏散造成影响。武汉长江隧道在建成的过程中，同时建有两座高达40米的风塔。两座风塔直接与隧道顶部的数台大功率抽流风机相连，隧道内产生的废气将通过抽流风机向上输向风塔，再由风塔排向40米的高空，经过稀释后扩散，噪声及空气污染均可大幅下降。

　　据介绍，因为长江隧道长度较长，在排气、通风的环节，设计采用了“射流风机纵向诱导通风模式”加“重点排烟”的举措，以确保隧道内良好的通风环境。即通过风机“接力”的方式，将富含氧气的新鲜空气，通过一台台射流风机的传接，快速、及时地输送到隧道各个角落。同时，考虑到隧道内的废气在排放的过程会产生热量，空气在流通、清污的过程中必然招致“温升”，即靠近隧道出口处的温度会急剧升高，甚至可达到40摄氏度至50摄氏度。为此，长江隧道的设计，除确保良好的通风环境外，还特别采取了在隧道内部喷洒“细水雾”的方法，并在多个断面形成“雾帘”，让雾滴在挥发过程中把热量带走，对隧道内部进行适度降温，以保证其环境质量。

　　安全逃生系统世界先进

　　“万里长江第一隧”在国内首次使用了具有三重开关的逃生通道门，其安全逃生系统整体上达到了世界先进水平。

　　据长江隧道建设指挥部负责人杨楠介绍，逃生通道设在左右两条隧道的中间，在每条隧道的左侧地面上，每隔80米就可看到一个长方形黑盖，那便是逃生通道口。

　　一旦隧道遭遇失火等紧急情况，中央控制系统就自动开启通道口，同时，通道口旁边的墙体上也设置了通道口的电动开关，只要轻轻一按，这扇门便能自动开启。

　　停电时，这扇重达200多千克的防压门，也可单人徒手拉开，因为拉手上安设了手动助力装置。

　　记者在通道口的下方看到，紧接通道口的是一个长约3米的橙色滑梯，人只要一跳进通道口，几秒钟内就能滑到隧道下约2米高的逃生通道，沿着这一通道，便可直接撤离到长江两岸。

　　按隧道距岸边最远距离1．8公里计算，行人按每小时5公里速度计，一般20分钟就可撤至岸边。

　　可以保证100年不漏水

　　“万里长江第一隧”可以保证100年不漏水，并可抗6级地震，抵御300年一遇的洪水。

　　据武汉长江隧道总设计师铁道部第四勘察设计院高工肖明清介绍，武汉长江隧道在国内首次采用了双道管片（防水圈）防水，虽处于长江水位57米之下，但可保证隧道100年不漏水。同时隧道按可抗6级地震设计，防洪标准按百年一遇设计，最高可抵御300年一遇的洪水，设计使用年限也为100年。

　　同时，隧道两端的竖井还设有宽14米、高5．4米、厚0．34米的防淹门，万一遇到不可抗的外力（如战争）而遭到破坏，防淹门可拦截江水，防止江水经隧道“倒灌”城市。

 

造价信息湖北省造价信息武汉市造价信息