“别有洞天”！济南如何在地上悬河建设“万里黄河第一隧”

　　齐鲁晚报齐鲁壹点记者 于泊升

　　“黄河西来决昆仑，咆哮万里触龙门”，黄河险峻，水下环境更是复杂，济南市在地上悬河水面下54米进行超大直径隧道作业在世界上属于首次。记者了解到，济泺路穿黄隧道工程存在盾构穿越地上悬河、北绕城高速公路桥桩等环境风险，以及盾构始发埋深浅与胶结砂岩地层等自身风险，周边总体环境复杂，施工难度大。

　　隧道有多深？

　　最低点位于河床下54米

　　据悉，万里黄河从河南境内到出海口逐渐形成地上悬河,济南泺口段河床高出南岸天桥区地面5米,最大洪水位高出河床11.62米,隧道最低点位于河床下54米,济南济泺路穿黄隧道盾构开挖直径达15.76米,是超大直径盾构隧道第一次穿越地上河,具有盾构开挖断面大、掘进距离长、浅覆土、深基坑、高水压、地质情况复杂多变、近距离穿越既有物等特点。

　　“针对济泺路穿黄隧道穿越地层主要为黏土和粉质黏土,且细颗粒含量高的特点,为避免盾构刀盘结泥饼,在盾构选型上主要从刀盘刀具配置和冲刷系统上进行优化。”中铁第四勘察设计院相关工作人员称，盾构刀盘采用46%的大开口率,保证渣土流动顺畅,减少板结;刀盘中心刀具阶梯布置,呈鱼尾形,有利于切入土体;中心冲刷单独配备增压泵,增加冲刷压力和流量;闸门单独增加冲刷泵,减少堆积。按照以上配置,盾构掘进效果较好,未出现刀盘结泥饼现象。

　　记者了解到，管片、箱涵拼装质量是最终决定隧道成型质量的关键,针对穿越地层为黄河下游全断面粉质黏土的特点,工作人员通过现场试验,对刀盘转速、推进速度、泥浆体积质量、注浆参数及注浆量进行验证,确定了适合地层的掘进参数。

　　“考虑到泥浆体积质量对掘进速度影响较大,泥浆体积质量越大掘进速度越小,而掘进速度又对盾构姿态有影响,掘进速度越快姿态越难控制。”项目部技术人员向记者介绍，同步注浆的黏度、初凝时间等也会对管片的上浮量产生影响,最终项目确定掘进速度控制在每分钟15～25厘米。

　　隧道线位为何这样走？

　　为未来发展预留空间

　　9月27日下午，记者来到济泺路穿黄隧道南口现场，南进出口位于泺口南路以南，附近分布较多居民区，过境车辆多，早晚高峰通勤压力大。从南口向北望去，可以看到绕城北高速从前方穿过，隧道与其交汇的位置，有几个大型桥桩矗立在上方。

　　据悉，穿黄隧道周边环境有北岸大堤及淤背区、南岸大堤及泺口险工、泺口水文站、北绕城高架桥桩、黄河森林公园、鹊山水库—沉沙池的地下联通渠等，周边环境复杂，对设计和施工带来一定困难，尤其是鹊山水库为一级水源保护地，施工不能造成对水源的影响，隧道线位选择需要充分考虑周边环境特点。

　　据穿黄隧道项目部介绍，在隧道线位设计时，着重考虑减少对北绕城高速公路、泺口水文站、鹊山水库、国道309和既有建筑物等的影响，既要降低施工风险与施工难度，又要兼顾隧道区域的上位规划和周边交通疏解能力。

　　“南岸隧道路线依据隧道穿越黄河南岸大堤与周边地块的情况选取了两个方案，北岸隧道路线依据周边既有道路和鹊山片区控规，选取了三个方案。”中铁第四勘察设计院设计人员介绍，南岸两个方案的主要差异在济泺路与二环北路交叉口(北绕城高速公路桥)和泺口浮桥的位置选择上；北岸三个方案主要差异在越过黄河北岸大堤与淤背区后的路线走向。

　　在线位的最终选择上，南岸采用双管盾构分别从济泺路与绕城北高速交叉口主跨和东侧配跨通过，盾构由泺口浮桥的下游行线，线位处于浮桥下游，浮桥是在其上游的位置下锚，两者相互之间不产生影响。北岸方案为线位穿过黄河大堤后，拉直线向北串联国道309，如此一来可适应远期与济北区域勾通的需求，也为未来线路向北延伸预留了空间。

　　如何确保安全？

　　明挖隧道段设置防淹门

　　9月27日，记者进入隧道内部，此时正在进行隧道辅助设置的最后细节化处理，在东洞西侧洞壁腰线位置，记者看到有一处明显的逃生楼梯，与地面隧道逃生通道不同，穿黄隧道的逃生指示方向不是向上，而且向下，沿着标识的方向走下楼梯就进入了一个管状空间，空间底部有出口距离显示牌，展示南北两个出口的实地距离，与逃生通道仅“一墙之隔”的就是轨道交通层，行走在隧道内，可谓别有洞天。

　　公路和轨道合建，如何做好突发事件中的救援工作是重中之重。“隧道内设置了消火栓、水喷雾、灭火器、广播、紧急电话、视频监控、设备监控等完备的防灾救援设施。”中铁十四局安全生产人员向记者介绍，隧道通过中央计算机形成有机系统，如遇突发状况，可实现上层道路6分钟完成疏散，下层地铁区间30分钟完成疏散。

　　“考虑施工风险、结构防水、抗震安全性等特性,本工程不设联络横通道,采用上下层互为救援通道的逃生方式。”项目部工作人员称。

　　记者从项目部提供的工程效果图看到，济泺路穿黄隧道为双管三层隧道,隧道顶部为排烟风道;隧道中部为城市道路的车行道,车道上方布置有照明灯具、应急广播、摄像机、水雾喷头等设备,在车道板下方为预留的轨道交通空间、纵向疏散救援通道、电缆通道、设备用房等。车道板下部行车方向左侧设置疏散救援通道,并设置救援楼梯与疏散救援通道相通,两隧道间不设联络横通道。

　　据悉，济南黄河沿岸地形以平原为主,由黄河泛滥冲积而成,是华北平原的组成部分。黄河河道比降上陡下缓,输沙能力上大下小,泥沙沿程淤积,河床逐年淤高,形成地上悬河。所以,隧道建设需考虑在灾害工况导致隧道结构破损引起河水倒灌城区的风险。

　　“设计上除加强结构自身的抗灾和防水能力外,可通过在两岸明挖隧道段设置防淹门,防淹门可抵挡住河水最高水位时产生的水压力,从而避免河水倒灌。一般在河底段设置监控系统,监控系统接收隧道内水位传感器信号,并向防淹门发送允许关门指令。”项目部相关技术人员称。

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