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中铁一局大连地铁5号线“超级穿海工程”告竣
中国智慧破解世界性难题

  辽东半岛,黄海之滨,大连第一条地铁海底隧道于2021年岁首贯通。在人类地下阡陌的蓝图上,它不算最长亦非最深,但却是业界瞩目的一颗明星——这是人类第一次在海底岩溶地层实施大盾构掘进,为全球海底隧道建设提供了中国智慧。
这条隧道所穿越的海域,名叫梭鱼湾,是个中外闻名的所在。中国第一艘万吨远洋货轮“跃进”号、第一艘导弹驱逐舰“济南舰”、第一艘航母“辽宁号”……中国船舶制造业80多个“第一艘”产品在这里建成起航。
习近平总书记考察辽宁时曾来到这里,强调要深入实施创新驱动发展战略。对大连作出了“建成产业结构优化的先导区和经济社会发展的先行区”的重要指示。
天行健,君子以自强不息。在开启全面建设社会主义现代化国家新征程、实施“十四五”规划的第一年,这项被业界称为“超级穿海工程”的告峻,展开了一幅创新“拼”图。
(一)
“我们面对的是一条在全球没有先例的海底隧道工程。”中铁一局大连地铁五号线04标盾构区间项目经理部常务副经理张玉宝说。今年38岁的他在全国各地建地铁十余年,是这条隧道从筹建到竣工的全程参与者。
与张玉宝并肩的是总工程师王建。2016年11月,他刚结束武汉地铁6号线穿江隧道工程,便接到筹建大连地铁5号线海底隧道工程的调令。
从江城到滨城,从穿江到越海,36岁的王建踌躇满志。“这条隧道穿越1538米岩溶强烈发育区,大小溶洞千余个,三大溶洞群最大洞高29.8米,相当于10层楼高,盾构掘进像’排雷’一样小心翼翼……”
建设如此一条充满挑战的隧道,具备国内地铁修建技术领先水平的中国中铁也倍感压力。中国工程院院士、中国勘察设计大师,以及国内地铁领域顶级专家,组团来给这条海底隧道“把脉”“会诊”——光专家咨询会就开了15次,将其定性为史无前例的“世界性难题”。
是难题就要攻破。四年前,意气风发的李占伟为此而来。2017年7月,他于中国地质大学地质工程专业毕业后,便迫不及待地奔往远隔千里的大连,生怕错过“世界性难题”的解题过程。他是来这个项目的第一个应届硕士生。
“我的同学毕业后去科研单位工作的多,但我更愿意把’世界性难题’所在的施工现场当成实验室。”李占伟说,能够参与这个项目是他人生中的第一个骄傲。
(二)
李占伟来到项目部时,困难重重的海上探测正令专家团队和施工团队夙兴夜寐。经过初勘、详勘、专项勘察,探测图纸仍不够精准。绝不能让盾构机“摸黑”掘进!一股“啃硬骨头”的倔劲儿弥漫在勘测队伍中。
终于,一个一举两得的探测法——“钻探+弹性波CT扫描”方案确定。两艘岩溶专项勘测船并驾齐驱,沿隧道的宽界在海底打出两排栅栏一样的孔,一边取样分析地质,一边在孔内下置CT扫描仪,像给人体做CT扫描一样,地毯式找出1000多个溶洞。这一创新之举,既准确标注了溶洞的位置、大小又细致分析了隧道的岩层、土质,为设定溶洞处理方案、制定盾构机掘进方案等提供了重要依据。
“在海上处理这么多、这么大的溶洞,空前未有。”工程部副部长、32岁的滕子阳说,如同马蜂窝一般遍布盾构区间的上千个溶洞,均由他率注浆队伍逐个填实。
“2018年3月15日,我们开始处理29.8米高的那个最大溶洞,注浆队全天候作业,整整干了3个多月,才把巨洞填实,注入水泥5000多吨……”滕子阳说。2019年12月20日,溶洞海面预处理完成,不舍昼夜、三年零四个月。
溶洞处理过半,盾构开始掘进。项目负责人严淦是中国中铁的第一批盾构机司机,此次全面负责这项“超级穿海工程”,他深感自豪:“十几年前我们开的盾构机是进口的,而现在都是’中国造’。”
2882米的盾构区间,一台直径12.26米、长289米、重3380吨的盾构机,“追求比深海更深 作风比硬岩更硬”的中铁一局人创造了海底长距离硬岩地层月掘进212米的国内最高纪录。
副总工程师叶虎,最熟悉这台名为“海宏号”的盾构机。“这个大家伙是专为掘通这条隧道而量身定制的,全球独一无二。”全程参与了“海宏号”的设计、研发、制造,34岁的叶虎如数家珍:“这台国产大直径气垫式泥水平衡盾构机,是全球首台使用常压刀盘穿越溶洞群的大盾构,功能之全堪称世界之最。”
“它拥有超前地质预报系统及360度超前钻注系统,掘进过程中遇到未预料的溶洞可实现自动注浆;它还有精良的传感系统,掘进时’感到’力量不平衡可马上调整掘进姿态……”叶虎说,这台“聪明”的大盾构有十几种不同参数的刀具——它们像锋利的牙齿一样在海底啃洞,从2019年1月18日始发掘进到 2021年1月10日掘通出海,累计换刀2200多把。
整整两年,“海宏号”不辱使命,使中国在跨海隧道工程领域又掌握了一项绝技。
(三)
从开始的十人筹备组到现在的二百人项目部,这支破解“世界性难题”的施工管理团队,平均年龄只有32岁。
李占伟是这个项目的第一批注浆施工现场技术员、第一批大盾构司机,如今已成长为该项目科研小组的骨干。“注浆施工刚开始时举步维艰,大家白天在现场修建海上作业平台、实施钻孔注浆,晚上在实验室根据钻孔深度、温度、 (下转2版)

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