【中铁十四局】世界最大直径水下盾构隧道攻坚记

中铁十四局九曲黄河 奔腾千年滋养着华夏文明也向建设者抛出沉甸甸的考卷 2025年8月17日，在泉城济南黄河之畔地下30米深处，开挖直径 17.5米的“山河号”盾构机破壁而出， 世界最大直径水下盾构隧道 ——济南黄岗路黄河隧道胜利贯通。 “山河号”盾构机出洞现场 历时三百多个日夜，建设者手缚苍龙，遁地前行，在创新和匠心的加持下，一路闯关，实现最高日掘进18米、月进尺426米的施工纪录，填补了我国在特大直径盾构隧道建造领域的诸多技术空白，在万里黄河之上镶嵌了又一颗璀璨的明珠。 ■ 智慧碰撞下的合理选型 在黄河南岸接收井，“山河号”半潜于碧水之下，静卧如龙。身后成型的隧道，线形流畅、内实外美。这完美弧线的背后，是一场关乎成败的盾构机“选型之战”。 六层楼高“山河号”盾构机施工内景  “隧道高效建设的关键，就在于盾构机选型的精准。”项目现场负责人周祥说。但作为工程机械之王，盾构机制造和隧道建设，直径每增加一米，难度都会呈几何式增加。 17.5米的庞大体型，更意味着难度指数级飙升。 在黄河之下挖掘出一座 6层楼 高的隧道，如何保证安全？刀盘选择带压还是常压？怎样保证特大断面隧道的稳定性？从进场之初，盾构专家们就和项目团队一起围绕盾构机选型开展了讨论研究。 黄河济南段航拍图 泥浆管是盾构机的“血管”，常规型号已经过验证，但考虑到黄河底的特殊地质， 如此大的开挖断面，他们将目光投向了更大直径的管道。  但这一方案造价更高，值吗？施工团队算了一笔“风险账”，一次堵管，至少需要清理8～12小时，直接影响整体掘进工效。经过数次选型会的头脑风暴，他们最终拍板：用新方案，为的就是“血管”通畅，减少磨损与滞排。 实践是检验真理的唯一标准。后续的掘进也证明了选型的正确性：“山河号” 最高掘进速度可以达到每分钟35毫米，比相同地质的同类隧道快了40%！  “血管”通畅了，“牙口”也得锋利。项目团队大胆选用带压复合型刀盘，并显著提升刀盘开口率。优化刀具配置还减轻了刀盘自重，主驱动负载和扭矩也降下来了…… 涂装“麒麟”的“山河号”盾构机 不仅如此，“山河号”盾构机还装配伸缩式主驱动、开挖仓伸缩摄像头等先进装备，应用了第四代同步双液注浆工艺，并搭载“五官一脑”智能化装备系统，构建起盾构掘进的“智慧大脑”，实现全流程感知、预警与智能决策。 2024年5月19日，这台涂装“麒麟”图案的“山河号”盾构机在济南下线，高颜值、高性能的“巨无霸”为穿黄隧道建设按下了“快进键”，原计划日掘进6～8米，实际达到 12～18米。■ 与河底“顽石”智斗 河底深处，绝非坦途。特殊的地质、变幻的水文环境、历史的沉积，让施工如同在“变幻莫测的迷宫中穿行”。 根据勘探，黄岗路黄河隧道区间段内存在大量“钙质结核”，长度达 2000米，占比超六成。它们大小不一，就像“顽石”，不规则地镶嵌在粉质黏土层中，宛如“黏糕里的硬骨头”。 盾构机掘进路线示意图 “这些‘顽石’，当年在济泺路黄河隧道可没少让我们吃苦头，甚至让盾构掘进停滞不前。”项目盾构经理薛永超说。 随着“山河号”盾构机挺进钙质结核区，管道内石头碰撞的响声由疏变密、由弱变强。早有准备的项目团队也亮出了“法宝”。 “山河号”盾构机施工现场 面对强度高达41兆帕 的“顽石”，项目团队为“山河号”装备了自主研发的金刚石刀具，这款刀具更具有耐磨性。他们还规划了两处换刀点，计划对盾构机刀具进行检查更换。  随着掘进的推进，“山河号”进入换刀点，伸缩摄像头传回的画面让人振奋。刀具完好，掌子面切割轨迹清晰。最终，项目团队创造了黄河下首次全程 3.3公里连续掘进不换刀的纪录，为高效掘进赢得了宝贵时间，打赢了这场与“顽石”的攻坚战。 ■ 万方泥浆化为“清泉” 摊开工程图，可以清晰地看到，黄岗路黄河隧道向北紧邻济南一级水源地鹊山水库，向南横贯黄河。 黄岗路黄河隧道施工现场 区间段内，地层以粉质黏土为主，比重提升快，泥浆黏度大，处理难度高。且“山河号”盾构机开挖面积达240平方米，每掘进1环就会产生1200立方米泥浆，每天会产生上万立方米泥浆。 泥浆能否高效处理，直接成为制约掘进速度的最大瓶颈。施工团队考察过长江隧道采用的新型处理设备。但在黄河这种特殊泥层下，有点“水土不服”。他们决定，自主搭建一套泥浆处理设备。 “山河号”盾构机始发现场  “这是行业内的新挑战，可借鉴经验少，参数配比确定更是难上加难。”拥有20年泥浆处理经验的泥水处理厂厂长胡修志深知不易。他们在类似地质的济泺路北延黄河项目泥浆池旁建起临时试验场地，开始了“从零开始”的压滤试验。 “量少了泥饼含水量就会过高，达不到目的，量多了尾水絮凝剂含量超标，既达不到泥浆循环使用的标准，并且成本还高。”他们以2小时为周期反复试验，当看到压滤出来的尾水如矿泉水般清澈时，胡修志心头一热，“有戏了”！ 泥浆处理厂 精益求精，他们进一步优化工艺，将原本必须匀速流转的泥浆管路，改造为“智能模式”，既能短时间内“大流量补浆”，又能有效防止罐底泥土“板结”。 2024年9月1日，“山河号”盾构机始发之际，这套完全自主创新的“絮凝+提浓+压滤”组合工艺同步启用。系统每小时可处理泥浆近600立方米，日处理效率提升 50%，滤饼含水率降低至30%以下。 项目团队深度挖掘“绿色潜能”，对分离出来的尾水开展无害化及梯级资源化利用研究，将其再用于调制盾构泥水循环浆液，让其“生生不息”，真正实现了盾构尾水“零排放、再利用”。 ■ 群龙潜越绘就九曲新景 城市发展，交通先行，穿城而过的黄河，一直是制约济南城市发展空间的最大交通瓶颈。 曾几何时，浮桥是济南北跨黄河的唯一方式。长期的拥堵再加上凌汛时期需要反复拆除，早已无法满足两岸便捷通行的渴望，更严重掣肘着区域经济的发展。 随着济南启动“四桥四隧”工程建设，打通了跨黄河交通要道。泉城之下，黄河之腹，四条15米级以上的盾构隧道正拔节生长——如此大规模、成体系的“超级水下隧道群”，在世界工程史上亦属罕见！ 万里黄河第一隧——济南济泺路黄河隧道 2021年9月，济南济泺路黄河隧道率先建成通车，开车 4分钟即可穿越黄河，比绕道黄河大桥节约近一小时，加速了济南从“大明湖时代”迈向“黄河时代”的进程。 如今，黄岗路黄河隧道的胜利贯通，即将为这条“超级水下隧道群”再添一条交通动脉。此刻，两座超级隧道已通车，一座实现贯通，一座正奋力掘进……黄河隧道群虽处于不同建设阶段，却共同为济南“携河北跨”发展奠定了坚实的交通基础。 大河奔流，追光逐梦。 一条条穿黄隧道的建设，将进一步加速济南“拥河发展”，促进黄河南北两岸的经济交流与合作。傍晚时分，我们看到，黄河南岸群楼矗立，灯火通明；黄河北岸，塔吊林立，一片生机。黄河之上一座座彩灯闪烁的大桥和静卧河底的隧道，就像动脉一样为北部崛起输送着无限动能。 责任编辑：李桂香 肖雨 赵荣发 出品单位：融媒体中心 未经授权 谢绝转载