面對「鑽石層」和「年糕團」 上海隧道鐵軍攻堅三陽路長江隧道

央廣網上海6月28日消息（記者吳善陽 通訊員陳一葦）在江城武漢，波瀾壯闊的長江江底，武漢市的第三條穿越長江的隧道——三陽路長江隧道正在緊張施工中。它全長2590米，直徑15.2米，是長江中上游首條超大直徑越江隧道，也是國內最大直徑、世界首條公鐵合建的盾構法隧道。面對堅硬的「鑽石層」和高粘度的「年糕團」，上海隧道施工團隊尊重科學、攻堅克難，穩步推進、從不言棄，堅守在一線施工陣地。

為保證施工質量，構築精品放心工程，除自身不斷地進行技術攻關外，施工方隧道股份上海隧道還會同建設方一起，邀請業內權威專家考察獻計。中國科學院院士孫鈞、中國工程院院士錢七虎、中鐵六局集團有限公司陳建軍、中鐵十四局集團大盾構工程有限公司楊明金，以及中國土木工程學會、中國工程機械工業協會等諸多行業專家，先後赴工程實地考察。

世界級的高難度挑戰

三陽路長江隧道工程是國內在建的最大直徑盾構隧道，其採用的「巨無霸」盾構直徑達15.76米，是現役世界第三大、中國大陸直徑最大的盾構機，超過5層樓高。

同時，長江武漢段的水文、地質條件複雜，遭遇高石英含量的砂層、大粘度砂質泥岩和礫岩層，且隧道段長江水位落差達10米以上，隧道建設條件極為困難。孫鈞院士和錢七虎院士均表示，超大直徑隧道在如此複雜的複合地層中施工是「世界級難題」。

為推進三陽路長江隧道建設，項目引進了兩台目前世界上最先進的盾構機，裝備製造方、全球最大的盾構機製造商——德國海瑞克集團表示，「地層的複雜性，對直徑超大的盾構來說挑戰尤為突出」，「大斷面盾構，跨越多層次的地層，對於盾構設計、施工來說都是難題。」面對複雜的地質情況，項目遍布歐洲、亞洲、美洲以及澳大利亞的海瑞克集團也直言挑戰巨大。

「鑽石層」的硬考驗

三陽路隧道軸線所在地層，粉細砂層中石英含量高達70%，而石英晶體是自然界中硬度僅次於鑽石的天然礦產。岩層中還含有大量由石英岩、石灰岩等硬質岩石組成的大直徑骨架顆粒，最大直徑可達20cm左右。更為艱難的是，盾構開挖面內的岩面最高達到了12.6米，也就是說盾構刀盤直接面對這些「鑽石層」及不規則分布的「鑽石顆粒」。而且，它們佔據了整個開挖面積的80%。

「刀盤斷面較大，分散在整個刀盤上每個軌跡的刀具相對較少，邊緣刀具一分鐘要跑超過70米」。如此大斷面且「硬碰硬」的「親密接觸」，使採用高硬度和高耐磨的硬質合金材質製成的盾構刀具，也損耗嚴重。

為了加快施工效率，高耗磨損的刀具就要更換。在高水壓的江底，更換刀具是一項大工程。「巨無霸」共配置常壓可更換的先行刀79把，刮刀52把；帶壓可更換的刮刀160把，鏟刀6組78個。常壓換刀空間狹小，需人工攀爬長達8米、近三層樓高的直梯抵至刀臂底部，先拆後裝，換好一把刀要花費整整4個小時。而帶壓換刀則更加困難，需要專業潛水員帶壓出倉，所承受的壓力值相當於在48米的水深下進行作業。

自始發以來，兩台盾構已更換刀具1000多把，隧道每推進40米就要停機更換一次。

「年糕團」的軟折磨

江底兩台「巨無霸」不止受到硬的考驗，還要遭受軟的「折磨」。複合地層中的強風化泥質粉砂岩、中風化泥質粉砂岩，粘土礦物含量高，黏性極大。它們組成的「年糕團」，極易造成盾構機刀盤開口的堵塞，導致刀盤頻繁結泥餅。刀盤結了泥餅，就好似銳利的刀鋒糊上了麵糰，再堅硬的刀具也無處著力。這嚴重阻撓了盾構機的正常掘進。

複合地層下的盾構機刀盤刀具配置本就非常困難，因為想要找到一種同時適配多種土層的刀具，幾乎是不可能的。對同時面臨「鑽石層」和「年糕團」雙重考驗的三陽路長江隧道來說，其建設難度指數更是疊加式增長。

頂尖團隊誓守建設一線

三陽路隧道建設團隊此前曾參與過長江、錢塘江、甬江及珠海海域等諸多複雜地質和水文條件下的大直徑隧道建設，擁有過硬的專業技術和豐富的建設經驗，堪稱行業內的「頂尖團隊」。

正是這樣一隻隊伍，始終堅守在隧道建設一線，爭分奪秒、攻堅克難。

此前，為了讓隧道早日貫通，三陽路長江隧道項目部300多名工作人員，在整個春節期間一天都沒有休息過，每天「兩班倒」，在隧道里一待就是12個小時。 「2017年對於7號線來說是很關鍵的一年，全體人員都做好了『擼起袖子拚命干』的準備。」

目前，在經過多輪的專家調研、考察和論證後，三陽路後續施工已總結出一套針對性的解決方案，重點著眼於刀具切削效率提升和刀盤泥餅防治兩個方面。一是根據不同複雜地層的特性，系統性、階段性地優化刀盤刀具配置，提高刀具耐磨性，並通過增加先行刀、刮刀兩個層次刀具的高差，科學提高切削效率。另一方面，科學採用相關物理及化學方法，如在泥水中添加離散劑等，從源頭上消除泥餅或有效減低泥餅的形成。同時，通過增大中心沖洗泵功率及增加中心區域沖刷刀筒的數量，改善刀盤中心無開口區域的泥水攜渣能力，有效減低刀盤正面泥餅的形成。

「長期摸爬滾打的一線建設經驗，加上行業專家的可行性建議，對『啃』下這塊硬骨頭，我們有更多的自信和底氣。」隧道股份上海隧道現場技術人員表示，為早日實現全線貫通，項目部上下已卯足幹勁，做好了排除萬難的準備。

據預測，三陽路長江隧道建成後,單是下層地鐵7號線日均可運送的過江客流都可達到25萬人次，相當於20至30條常規公交線路的過江客流量，將進一步有效緩解武漢的過江交通壓力，為江城武漢再添一條「過江巨龍」。

編輯：

鄭皓月

關鍵詞：

鑽石層;年糕團;隧道

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