大眾網·海報新聞記者 苑文颯 濟南報道
1月23日，隨着“黃河號”盾構機巨大刀盤破土而出，由濟南城市建設集團投資建設、中鐵十四局集團承建的濟南黃河隧道工程西線隧道勝利貫通。至此，“萬里黃河第一隧”，我國在建最大直徑公軌合建盾構隧道全線貫通。按照計劃，今年10月份隧道建成通車，屆時，開車最快4分鐘、乘坐地鐵2.5分鐘可穿越黃河，比繞道濟南黃河大橋節約近一小時車程。
超大盾構首穿地上“懸河” 創造同類隧道施工新記錄
濟南黃河隧道工程位於濟南城市中軸線上，南接主城區濟濼路，北連新舊動能轉換先行區。工程線路全長4760米，隧道長3890米，其中盾構段長2519米，設計為雙管雙層，市政道路與軌道交通合建，上層為雙向六車道公路，下層為軌道交通。隧道管片外徑15.2米，是目前黃河流域最大直徑的隧道，也是目前國內在建最大直徑的公軌合建盾構隧道。
2019年9月開始，由濟南城市建設集團和中鐵十四局集團聯合打造的“黃河號”和“泰山號”兩台超大直徑泥水平衡盾構機先後始發掘進，首次開啓對地上“懸河”的穿越。
每一台盾構機長166米，總重4000噸，裝機總功率8688千瓦，最大推力199504千牛。刀盤開挖直徑15.76米，相當於5層樓高，刀盤主驅動的核心有14個變頻電機，總功率4900千瓦。隧道最低點位於河牀下54米，最大水土壓力6.5巴（相當於一個人手掌大小的面積上承受兩個成年男子的重量）。項目提出了雙道防淹門解決方案，以實現全方位有效封堵，保護城市安全。
為拓展城市空間，濟南黃河隧道設計為城市市政道路和軌道交通合建方案，實現隧道空間最大利用率。“萬里黃河第一隧”設計為雙管雙層公軌合建盾構隧道，上層為公路雙向6車道，下層為軌道交通以及排煙通道、管廊和逃生通道，實現一次穿越黃河的利用率最大化，極大降低了對環境的影響。濟南黃河隧道工程內設置了消火栓、水噴霧、滅火器、廣播、緊急電話、視頻監控、設備監控等完備的防災救援設施，通過中央計算機形成有機系統，如遇突發狀況，可實現上層道路6分鐘完成疏散，下層地鐵區間30分鐘完成疏散。經過設計、施工、監理單位和數千名員工的艱苦努力，東線隧道於2020年10月30日率先貫通，西線隧道隨後貫通。根據有效掘進時間統計，平均每天平穩掘進10.8米，創造了同類隧道施工的最新記錄。
連克復合地層多重“夾擊”
在濟南黃河隧道掘進中，大斷面、長距離、淺覆土、深基坑、高水壓，這五項技術難題先後被建設者一一攻克。最大的難題是鈣質結核和粉質黏土不規則分佈，甚至是交叉出現，造成了盾構機在掘進中刀齒崩斷、卡泵、滯排、廢漿量大等。掘進中遇到的岩石強度普遍達到45兆帕，最大為90兆帕，相當於高鐵橋墩鋼筋混凝土強度的兩倍還多。最困難的一次26個小時只掘進了2米，取出58塊堅硬的岩石。大塊鈣質結核堵塞格柵，造成了泥水循環系統排漿困難，嚴重時導致停機、管道被磨穿等問題。項目充分發揮在水下大盾構施工領域核心技術優勢，工程技術人員在盾構機上設計加裝了採石箱，改用新型成型管道，將進、出槳管道倒換使用，提前在易磨管道位置焊接鋼板加厚“補丁”，來應對堅硬岩石的碰撞。東線隧道遇到的鈣質結核“密集區”有一公里的區間，以工匠智慧攻克了道道難關，這些成果緊接着運用於西線隧道，避免了另一條隧道施工中重走“彎路”，大大提高了施工效率。
建成超大盾構最先進生產線
在濟南黃河隧道工程施工現場，除了最智能最先進的盾構機，還處處可以感受到大數據、BIM、物聯網技術、信息技術等對這一超級工程的強大支撐。
工程技術人員改造優化了世界最先進超大直徑盾構機，成功克服了施工中遇到的大粒徑鈣質結核、高黏性地層等問題，實現了盾構管片和箱涵的高精度預製和拼裝，開展了“超大直徑泥水盾構廢棄泥漿環保處理及資源化關鍵技術”，“高粘粒地層超大直徑泥水盾構防結泥餅技術”等12項科研課題攻關，形成了一整套針對黃河隧道地層特點的施工關鍵技術，已在中文核心期刊發表論文7篇，申請專利35項，其中實用專利16項，進一步提升了我國超大盾構的建造能力和技術水平。
建設了國內第一條15米以上管片智能化自動化生產線，所有管片和箱涵實現了預製生產全過程監控、二維碼“身份”信息驗證、質量終身可追溯，保證了產品質量。研發了管片抹面機器人、管片3D智能檢測系統，通過設備維保“領值系統”加強盾構機定期維保養護，設備優良率保持在96%以上，確保了施工安全。在國內首次採用超大π型箱涵同步安裝工藝，研製了新型模板台車，液壓收模、電動行走，集預製、吊裝、運輸、安裝等為一體，操作方便，節省人工，提高功效，降低了對盾構施工運輸的干擾和影響。工程臨近一級水源地鵲山水庫，項目部按照“標準高、形象好、工廠化”的總體思路堅持生態優先，科學綠色施工，泥漿重複循環使用，做到了零排放。
濟南黃河隧道工程是山東省新舊動能轉換標誌性工程之一，隧道建成後，濟南城市中軸線穿黃北延，向北通達309國道、濟南北部新城。沿線有華北最大客運站濟南客運總站、濟南火車站、濟南動物園、濼口服裝城等與濟南市民息息相關的重要基礎設施和商業中心，通過黃河隧道開車4分鐘過河，15分鐘抵達城市中心。打破天塹，北跨加速，先行區建設日新月異，產業轉移、配套設施、開發景區、聚積人口，濟南新中心呼之欲出，濟南正加速從“大明湖時代”邁向“黃河時代”。