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科技日報記者 王延斌

在攻克了28項技術(shù)難題，創(chuàng)造了多項世界紀(jì)錄之后，萬眾矚目的濟(jì)南黃崗路黃河隧道迎來了新節(jié)點。

8月17日，隨著開挖直徑17.5米的“山河號”盾構(gòu)機(jī)刀盤破洞而出，濟(jì)南黃崗路黃河隧道盾構(gòu)段順利貫通。該工程由濟(jì)南城市建設(shè)集團(tuán)投資建設(shè)，中鐵十四局集團(tuán)承建。

國家最高科學(xué)技術(shù)獎獲得者、中國工程院院士錢七虎表示：“這條隧道是世界上最大直徑的水下盾構(gòu)隧道，其建成具有里程碑的意義。”

濟(jì)南黃崗路黃河隧道全長約5.75公里，其中盾構(gòu)段長約3.3公里，其先后下穿黃河大堤、黃河等敏感地區(qū)，最深覆土厚度達(dá)49.2米，最大水土壓力6.3巴，相當(dāng)于一個人手掌大小的面積上承受兩個成年男子的重量，掘進(jìn)過程中沉降控制要求高，施工難度大。

中鐵十四局項目盾構(gòu)經(jīng)理薛永超向記者介紹，在施工中，該隧道采用一臺“山河號”泥水平衡盾構(gòu)機(jī)施工，其長距離穿越粉質(zhì)黏土、膠結(jié)砂層等疊合地層，如同穿越“粘糕”，刀盤極易結(jié)“泥餅”；同時，區(qū)間段2000米范圍內(nèi)，不規(guī)則分布著大小不一的“鈣質(zhì)結(jié)核”，最大硬度達(dá)41兆帕，極易造成刀具磨損和卡泵現(xiàn)象。

為此，該工程量身定制的“山河號”盾構(gòu)機(jī)，創(chuàng)新應(yīng)用大開口率帶壓復(fù)合型刀盤，裝配自主研發(fā)的金剛石刀具、碎石機(jī)、雙管路液壓采石裝置，搭載“五官一腦”智能化裝備系統(tǒng)，構(gòu)建盾構(gòu)掘進(jìn)的“智慧大腦”，實現(xiàn)全流程感知、預(yù)警與智能決策。在黃河之下，首次實現(xiàn)了全程3.3公里連續(xù)盾構(gòu)掘進(jìn)不換刀，破解不良地質(zhì)帶來的施工難題。

由于盾構(gòu)機(jī)開挖面積達(dá)240平方米，比半個標(biāo)準(zhǔn)籃球場的面積還要大，每掘進(jìn)1環(huán)就會產(chǎn)生1200立方米泥漿。如何處理巨量泥漿？據(jù)中鐵十四局項目現(xiàn)場負(fù)責(zé)人周祥介紹，他們首創(chuàng)了“絮凝+提濃+壓濾”系統(tǒng)組合工藝，每日泥漿處理效率提高50%，濾餅的含水率降低至30%以下，實現(xiàn)泥漿高效處理以及尾水的循環(huán)利用和零外排。

此外，針對特大斷面管片上浮技術(shù)難題，該團(tuán)隊?wèi)?yīng)用第四代同步雙液注漿技術(shù)，短短30分鐘就能形成早期強(qiáng)度，為成型隧道穿上了一件堅固的“金鐘罩”。同時，他們通過同步注漿檢測設(shè)備，對注漿效果進(jìn)行可視化監(jiān)測，有效判斷壁后注漿飽滿度，實現(xiàn)管片上浮量控制在5毫米以內(nèi)。

據(jù)了解，上述團(tuán)隊先后攻克開挖面穩(wěn)定控制、穿越懸河大堤沉降控制、特大斷面管片上浮控制、海量泥漿綠色高效處理等28項技術(shù)難題，實現(xiàn)最高日進(jìn)尺18米、月進(jìn)尺426米，創(chuàng)造了17米級盾構(gòu)施工的世界紀(jì)錄。

對此，以錢七虎院士為組長的專家組認(rèn)為，隧道建造過程高度智能化、機(jī)械化、綠色化技術(shù)的實施，將推動我國盾構(gòu)隧道技術(shù)往前邁出一大步。