今天（6月22日），隨著直徑達(dá)17.5米的“山河號”盾構(gòu)機(jī)平穩(wěn)穿越黃河南岸大堤，濟(jì)南市黃崗路穿黃隧道順利完成黃河段掘進(jìn)任務(wù)，標(biāo)志著世界最大直徑水下盾構(gòu)隧道工程建設(shè)完成又一重要節(jié)點(diǎn)。

“山河號”：全球在建工程最大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)

盾構(gòu)機(jī)，全名叫盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)，是一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械。中國對盾構(gòu)機(jī)的生產(chǎn)與使用都相對較晚，但是進(jìn)展迅速，目前已經(jīng)成為全球最為主要的盾構(gòu)機(jī)生產(chǎn)國。

目前，全球每10臺盾構(gòu)機(jī)就有7臺來自中國，國內(nèi)使用的盾構(gòu)機(jī)95%都是國產(chǎn)的。國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)擁有量、每年出廠臺數(shù)、盾構(gòu)隧道施工里程，都領(lǐng)先世界。

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黃崗路穿黃隧道是首條穿黃單洞雙層盾構(gòu)隧道。所謂“單洞雙層”，是指在一個隧道孔中設(shè)計上下兩層車道。黃崗路穿黃隧道上層通行南向北交通，下層通行北向南交通，雙向6車道，設(shè)計時速60公里。與常規(guī)的“雙洞單層”隧道相比，“單洞雙層”相當(dāng)于把兩條隧道的車道分為上下兩層在一條隧道內(nèi)施工，這就需要一臺更大直徑的盾構(gòu)機(jī)。

2024年9月1日，由濟(jì)南城市建設(shè)集團(tuán)、中鐵十四局集團(tuán)、濟(jì)南重工集團(tuán)、海瑞克集團(tuán)聯(lián)合研發(fā)制造的17.5米“山河號”超大直徑盾構(gòu)機(jī)在濟(jì)南市黃崗路穿黃隧道順利始發(fā)。

“山河號”是目前全球在建工程最大直徑泥水平衡盾構(gòu)機(jī)，盾構(gòu)機(jī)的長度相當(dāng)于16輛公交車連在一起的長度，重量相當(dāng)于520頭成年大象的重量。

建設(shè)過程中，盾構(gòu)長距離穿越疊合地層，最深覆土厚度達(dá)49.2米，最大水土壓力6.3巴，先后下穿黃河兩岸大堤、黃河，掘進(jìn)過程中沉降控制要求高，施工難度大。

穿黃隧道穿越黃河，全長5755米，開挖直徑17.5米，可實(shí)現(xiàn)一次性開挖，上下兩層雙向通車。盾構(gòu)機(jī)裝配帶壓復(fù)合型刀盤，配備各類刀具306把，其中57把具備滾齒互換功能，以優(yōu)化其在多變地層中的作業(yè)性能。

此外，“山河號”搭載了超前地質(zhì)預(yù)報、地層界面識別、氣體環(huán)境監(jiān)測、滾刀磨損監(jiān)測、同步注漿檢測和輔助決策支撐系統(tǒng)等“五官一腦”智能化裝備系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)健康監(jiān)測與實(shí)時感知，提高施工安全水平、保證掘進(jìn)安全和效率。

穿黃隧道通車后，將大幅改變城市空間布局，助力濟(jì)南跨河發(fā)展，為黃河流域生態(tài)保護(hù)和高質(zhì)量發(fā)展提供有力支撐。

單月進(jìn)尺426米

“山河號”打破17米級盾構(gòu)施工世界紀(jì)錄

在世界最大直徑水下盾構(gòu)隧道——濟(jì)南黃崗路穿黃隧道施工過程中，中鐵十四局集團(tuán)先后攻克鈣質(zhì)結(jié)核密布、生態(tài)環(huán)境敏感、廢漿處理需求大等難題，“山河號”盾構(gòu)機(jī)實(shí)現(xiàn)最高月進(jìn)尺426米（2024年11月6日至12月6日），創(chuàng)造了17米級盾構(gòu)施工世界新紀(jì)錄。

“山河號”盾構(gòu)機(jī)開挖面積達(dá)240平方米，以每日16米至18米的速度向前推進(jìn)，據(jù)介紹，“山河號”盾構(gòu)機(jī)開挖面積達(dá)240平方米，每掘進(jìn)1環(huán)就會產(chǎn)生1200方廢漿，每天會產(chǎn)生上萬方廢漿，且隧道以粉質(zhì)黏土為主，比重提升快，泥漿黏度大，處理難度高。

項目團(tuán)隊首創(chuàng)廢漿“提濃+壓濾”系統(tǒng)組合工藝，通過對廢漿的提濃、壓濾，最終實(shí)現(xiàn)固液分離。團(tuán)隊還對廢漿分離出來的尾水開展無害化及梯級資源化利用關(guān)鍵技術(shù)研究，將尾水再用于調(diào)制盾構(gòu)泥水循環(huán)漿液，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)尾水的零排放、再利用，做到綠色、環(huán)保施工。

在掘進(jìn)過程中，地層中出現(xiàn)大量鈣質(zhì)結(jié)核，強(qiáng)度最高可達(dá)41兆帕，堪比高層建筑承重構(gòu)件所使用混凝土的強(qiáng)度。為有效防止鈣質(zhì)結(jié)核卡泵現(xiàn)象，項目團(tuán)隊采取安裝鄂式破碎機(jī)、增大泥漿管路直徑的方式，同時研發(fā)了雙管路液壓采石裝置，使用液壓控制、遠(yuǎn)程操作切換，一用一備，實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)高效掘進(jìn)。

目前，“山河號”盾構(gòu)機(jī)已順利完成一級水源保護(hù)地沉砂池、黃河北岸大堤、黃河、黃河南岸大地的穿越，掘進(jìn)完成1376環(huán)、2752米，占盾構(gòu)隧道總長的83.6%，預(yù)計今年實(shí)現(xiàn)貫通。

資料來源：央視新聞、新華社、人民日報、科技日報、澎湃新聞、中國新聞網(wǎng)等

（大眾新聞編輯 周凡婷 整合 策劃 王建國）