院士激赞胶州湾隧道：中国建设上史里程碑(图)

   建设难度 全线共18条地质断层

    “穿越海底建隧道，这在施工作业中是最难的，风险也是最高的。”周丰峻院士介绍，经过前期反复的勘测探明，胶州湾隧道工程地质情况复杂，共探明断层18条 （其中海域段有13条），地质构造以中、新生代脆性断裂构造最为醒目，海域段以喷溢火山岩和次火山岩为主，大部分基岩裸露，施工过程中容易发生塌方、涌水、岩爆、泥石流等地质灾害，可见胶州湾

    海底隧道通过海域最大水深约42米，最大埋深达82.8米。“通车后我们头顶着40多米深的海水行驶在隧道里。也就是说，在施工时，工程人员要克服海水巨大的压力往前掘进。”周丰峻院士说，海底施工地下水处理难度大、水压较高，导致施工堵水、注浆加固难度大，为此在施工中主要采用地质预报、预注浆、提高防渗混凝土性能、加强结构自防水、施做防水层等施工，以确保达到防水要求。隧道开工后，共有29段海域经探孔发现出水，最大探孔出水量每分钟500升。

    说到如何克服海底突涌水，就不得不提“多重防腐锚杆”。周丰峻院士说，为了稳定海底岩层，青岛胶州湾隧道没有像其他隧道那样，对开挖断面仅仅采用混凝土喷射加固，而是在开挖断面的初期支护上，把防腐锚杆钻进岩层中，“通俗地说，就是在整个洞壁岩层内部结构中用防腐的锚杆搭了层结实的钢筋，均匀铺设，形成了非常稳定的‘网’，就像给隧道铸就了一个‘钢筋铁骨’。”周丰峻院士说，多重防腐锚杆的杆体采用镀锌处理，为防腐提供了第一道防线；杆体外波纹管的设置，能保证水泥浆液的灌注和饱满；水泥浆灌注完成后，实现了锚杆的多重防腐功能。为了确保混凝土结构达到一百年使用寿命，在隧道结构施工中采用了C50耐久性混凝土，初期支护施工中采用了目前国内隧道设计强度最高、抗渗级别最高的C35高性能防渗混凝土。这种高强度的混凝土不仅使用寿命在百年以上，还能保证隧道结构在海水腐蚀环境下长期安全可靠。“目前在国内隧道工程界使用C50这种高强度混凝土的，胶州湾海底隧道还是国内首例。”周丰峻院士说，这样的结构等于在隧道顶上戴了顶“钢盔帽”，隧道坍塌和渗水的风险都可以化解。

    经过严密的部署和施工，隧道共成功实施注浆堵水29段。

    挖掘过程 “高精尖”设备功夫了得

    在胶州湾隧道施工中，工程各标段项目部共投入各种现代化机械设备和仪器数百台，其中有三分之一是国内最先进的，正是这些现代化的装备，为胶州湾隧道的胜利贯通奠定了坚实的物质基础。

    如西班牙生产的湿喷混凝土机械手、意大利生产的C6钻机、瑞典生产的三臂凿岩台车、瑞士生产的地质超前预报仪以及地质雷达、红外线探水仪等，都是目前国际上最先进的。两台喷锚机械手，“功夫”好生了得，其工作效率相当于普通喷锚机的6倍以上，提高了混凝土的锚喷质量，加快了施工进度，节省了成本。地质超前预报仪“目光”极其“犀利”，能够穿透岩层，“看”清掌子面前方100至200米范围内的地质情况。C6钻机在钻探作业过程中，能够全程全自动记录推进力、扭矩、转速等参数，并据此准确计算前方围岩类别。

    超前探测时要用到一种名为 “三臂凿岩台车”的设备，在前方的岩石上钻出一个碗口大的洞，并插入钢管。如果前方的岩石比较疏松，里面的水就会顺着钢管流出来。这时技术人员就要测试水压，根据水压的情况来确定下一步施工方案。如果前方的岩层中没有水流，或者水流很弱不影响隧道继续开挖，三臂凿岩台车就要派上第二个用场：在探水孔的周围继续凿“眼儿”。尽管海底隧道的横断面在120平方米到170平方米之间，但有了三臂凿岩台车这件法宝，一次就能凿出三个炮眼，保证了工程的进度。它的探孔长度达到40-50米，比使用C6多功能钻机钻进速度快一半，在服务隧道一个标段中的注浆时间仅用了11天时间就完成了76个注浆孔注浆。进口凿岩台车造价不菲，每台从瑞典进口的价格为830万元人民币。

    此外，针对施工高风险、高难度的特点，还采用了国内机械化程度最高的机械化作业，如在世界上首次将凿岩台车拓展到深探孔和注浆打眼，实现了一机多功能；研究探索各种先进机械化配套作业，从钻眼放炮的凿岩台车、喷射混凝土的机械手、超前预注浆自动采集记录仪，全液压模筑台车到混凝土自动搅拌站、混凝土输送泵车等整套机械化流水线。

    安全渡过三大难关 总工脸上喜露笑容

    青岛国信胶州湾交通有限公司副总经理曲立清作为项目总工，全程参与了隧道施工，有三个工程重要节点在他脑海里留下了深刻印象，“第一个重要节点是2008年8月份，隧道施工进入海域段，入海100米时，拱顶像下雨似的，那时一下到洞里就紧张，根本不敢一个人进去。”第二个节点出现在2009年元旦，那时隧道施工第一次穿越不良地质带，“我们用了45天把这条长达30米的破碎带加固好。”曲立清说，第三个节点就是2009年12月18日服务隧道的贯通，这为主隧道的开挖提前探明地质条件发挥了重要作用。不过，后面的工程还不能放松。“因为工期太紧了，我们只能倒排工期，才能确保隧道按计划通车。”曲立清介绍说，如今眼看隧道要通车了，他的脸上终于露出了些许轻松的微笑。

    针对隧道施工过程中，地质、水文条件复杂多变，需要现场协调、快速处置的突发问题多。青岛国信集团管理团队实行扁平化管理，坚持在一线靠前组织协调，第一时间解决问题。隧道施工共安全通过29个注浆段，累计约870米，堵水效果达到了设计要求。在日常施工中，派出管理工程师，24小时吃住在两端工地，与施工和监理单位管理人员同时进行现场管理。在隧道进行注浆堵水、穿越超大断面、过断层破碎带等关键施工阶段，更是将专家咨询和方案评审安排在施工现场进行，实时掌握第一手资料，提高了管理的针对性和实效性。

    据悉，青岛国信集团采取“小业主、大社会”的方式对项目进行管理，通过招标积极引入社会力量参与建设，作为施工人员近3000人的重大工程，国信集团项目部仅有管理人员20名，却吸引到包括设计、监理、施工在内的近30家“国字号”团队参建，施工过程采取企业自检、政府监督、社会监管、业主管理四级进行，全方位、多角度保证工程进度。