解密“万里长江第一隧” 可抵抗300年一遇洪水

　　盾构机轻轻掘开江北出洞口洞壁,武汉长江隧道的东西双线隧道贯通了。摄影/李 辉武汉长江隧道图解。

　　19日,随着“地老虎”(盾构机)轻轻掘开江北出洞口洞壁,武汉长江隧道的西线隧道也贯通了。就在三个月前,这条隧道的东线隧道已先期成功贯通。这标志着,历时三年多的施工,“万里长江第一隧”双线隧道正式成功贯通。

　　50年前,“万里长江第一桥”??武汉长江大桥建成通车,结束了中国数千年来长江天堑“有舟无桥”的历史。如今,“万里长江第一隧”的双线贯通,标志着我国隧道建设攻克了水下施工技术难题,长江过江交通进入了一个历史新纪元。

　　“万里长江第一隧”是否安全？施工中采用了什么技术？记者为您解密。

　　可抵抗300年一遇洪水

　　据介绍,武汉长江隧道是首条开工建设的长江水下隧道工程。隧道全长3609米,按东西双洞双向4车道公路隧道标准建设,车速可达每小时50公里,设计单向日通行能力为5.2万辆。单条隧道地下盾构施工长度为2540米,北接汉口大智路,南通武昌友谊大道,由东西线分头从江南武昌向江北汉口推进。

　　武汉长江隧道位于武汉长江大桥和长江二桥之间,其抗震级别为6级,可以抵抗300年一遇的洪水。建成后预计每天可通车9万辆,武昌至汉口的车程可缩短至7分钟左右。届时,武汉23%以上的过桥车辆改走隧道过江,江上架桥、江面行船、江底通隧的三维立体交通新格局将形成。将大大缓解日益拥堵的武汉城市交通的压力,并减少过境车辆通过武汉的时间。

　　12道保险护“巨龙”

　　2006年12月28日,隧道成功穿越武汉理工大学6层高的电教大楼。从隧顶到该建筑物,仅相距7米。类似的穿越,在从南至北的掘进中还依次经过武九铁路、长江防洪堤、鲁兹故居等多处建筑的深桩基。“对楼房实施加固,挨个打下钢筋桩,再浇注混凝土。”施工方中铁隧道集团联合体综合部长杨楠说,惟有这样,才能将地基沉降控制在安全范围内。

　　怕“惊动”地基,只是长江隧道施工的风险之一。复杂的地质条件、长距离水下施工,给隧道施工带来的风险多达12种。如,过江段地质勘探、盾构掘进姿态失控导致管片无法拼装、竖井和盾构隧道被暴雨淹没……

　　为给“第一隧”“保驾护航”,武汉长江隧道工程参考了国内外穿江越海等水底盾构施工经验,并邀请诸多知名专家参与评审,编制完成了施工安全风险防范及应急救援预案,详细对潜在风险进行评估,并为规避风险出台等应急措施,一共为这条江底巨龙上了12道保险。

　　计划年底前建成通车

　　据工程负责人介绍,长江隧道双洞双双实现安全贯通,说明首条穿江隧道的工程难点已被一一克服。下一步将进行隧道的内部设施建设阶段,以及南北两岸出入口段的建设,预计今年内能完工。隧道计划在年底前建成通车,届时将大大缓解三镇过江交通压力。

　　长江隧道是圆形隧道,直径近12米。路面位于离隧道底部2.3米的地方,单线为双车道,通车路面宽7米。路面以下的空间分为两部分,一半作为逃生通道,另一半用于铺设电缆、光缆。路面每80米设有一个逃生井,平时井盖关闭,遇有紧急情况时井盖开启,疏散人员。

　　此外,隧道内还将进行装修,安装通风系统、照明系统。东线隧道路面施工已经展开,西线隧道路面施工将在一个月内展开,今年底前可完工。

　　但是,长江隧道由盾构段和明挖段(隧道江南、江北连接线)组成,仅盾构段完工并不能通车。记者了解到,由于种种原因,隧道明挖段年底能否竣工、通车还无定论。目前相关部门正全力以赴推进工程。

　　“风险应急预案”没用上

　　4月19日早晨,武汉长江隧道双线贯通,施工方中铁隧道联合体长江隧道项目部总工程师侯建军终于松了口气:“三年多来,我们时刻都紧绷着弦,担心隧道出风险。现在来看,施工非常顺利。”

　　侯建军拿出厚厚一叠纸,摆在记者面前:“看,施工之前我们针对隧道盾构施工中可能出现的风险,制定了这么多的应急预案。现在隧道贯通,这些预案也可解密了。”

　　-江底换刀难度系数最高

　　施工方曾设想:长江洪水期间,盾构机掘进至江心底部,突然刀具损毁,必须更换刀具。这时,必须派人进入盾构机密闭的高压气舱,人工更换刀具。据测算,此时此地高压气舱内的压力有0.6兆帕,人呆在里面相当于呆在水深60米的地方,一般人根本无法忍受。在国外,有专门的队伍负责为盾构机换刀。

　　施工方曾挑选多位身体素质好的人员,到海军工程大学接受潜水专业培训。在东线盾构机进入江底施工前,还组织了一次“实兵演练”:当时高压气舱内的压力为0.45兆帕,施工方派接受过专门训练的人员进舱检查盾构机刀具,时间近1个小时。这名工作人员觉得很难受,但由于经过了专业训练,且时间不算太长,压力较小,出舱后身体正常。

　　万幸的是,整个施工过程中刀具虽有磨损,但无须更换。

　　-最严密封设计防止水淹

　　施工方设想的最可怕的风险是:长江洪水期间,盾构机掘进至江底,隧道突然漏水。

　　侯建军介绍,江水涌进隧道后,不仅会淹没盾构机、隧道,更会顺着隧道流进竖井。洪水期间,长江水位高于竖井,这意味着江水将会通过竖井涌进武汉市区。“有些武汉人很熟悉"管涌",实际上这一幕就好比是人工制造的特大管涌。”

　　隧道漏水的原因主要是盾构机尾部密封失效。为防范这一风险,施工方要求盾构生产厂家对盾尾做了最严密的密封设计,密封油脂选用的是日本产国际著名品牌油脂,在各类盾构机油脂中价格最贵。经过周密安排,漏水事故没有发生。

　　-最耐磨刀具攻克江底障碍

　　施工方设想了种种风险,但没有想到??江底居然遇到了炸弹、机枪子弹、锚船用的“地牛”(地锚??编者注),导致盾构机刀具严重受损。

　　侯建军说,当初对江底地质条件勘测得非常细致,但江底炸弹之类的东西是很难勘测到的。盾构机在江底施工中遇到了这些障碍,刀具受损严重。所幸的是在订购盾构机时,中铁隧道公司提出要用最耐磨的刀具。虽然刀具受损,但因其本身耐磨性好,仍能继续使用。若不是有“先见之明”,就只能在江底痛苦地换刀了。

　　链接

　　世界水底隧道之最

　　最早的水底隧道

　　1818年至1843年,英国在伦敦泰晤士河下,修建了一条水底隧道,长458米。这是世界上最早的水底隧道。

　　最早的海底铁路隧道

　　1942年,日本在下关和门司之间修筑了一条长6.3公里的海底隧道。这是世界上最早的海底铁路隧道。

　　管段沉埋最长的海底隧道

　　1970年,美国加利福尼亚、旧金山海湾地区的快速交通隧道,水底部分长约5800米,是当时管段沉埋最长的海底隧道。

　　最长的水底隧道

　　穿越津轻海峡的日本青函隧道,全长58.85公里,这是世界上最长的水底隧道。

　　运送速度最快的水底隧道

　　英吉利海峡隧道连通英法,1987年动工,1994年竣工并投入使用。隧道长度约为51公里,乘坐时速300公里的“欧洲之星”列车,穿越隧道只用26分钟,这是运送速度最快的水底隧道。

　　水底隧道主要施工方法

　　沉管法

　　即将管道直接埋入水底形成通道。造价低、工期短、施工条件好,在运营条件、防水、防灾等方面明显优越,但在施工过程中对防洪、通航和环境的影响相对较大。

　　代表作:美国旧金山湾隧道、荷兰鹿特丹隧道

　　盾构法

　　盾构法,即使用盾构机在水底掘出一条通道。盾构法技术成熟,对防汛没有影响,拆迁量较小,施工期短,施工时航运不受影响。

　　代表作:日本东京湾海底公路隧道

　　矿山法

　　即埋置于基岩、用传统钻爆法或臂式掘进机开挖隧道,也称“钻爆法”。埋深大,工艺简单、灵活,可根据施工监控量测的信息反馈来验证或修改设计和施工工艺,以达到安全与经济的目的。

　　代表作:英吉利海峡隧道、日本青函隧道

　　(综合《楚天都市报》 新华社报道) (来源：北京日报)