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国家队海下探路,胶州湾第二海底隧道正在全速推进

2024-06-03 16 yuneu

海天一色,碧波万顷

山东青岛胶州湾

海平面115米之下

中国中铁、中国铁建、中国交建承建的

青岛胶州湾第二海底隧道

正在全速推进

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这是世界海底隧道建设规模最大

海底公路隧道长度最长

隧道领域施工复杂程度最高的超级工程


它深埋在海底之下

不打扰海底的生物

也不打扰通行的轮船

只有洞口露出地表

因为“看不见”

很多人穿行时

并不清楚已经深入海底

而这项“看不见”的超级工程

背后隐藏着巨大的世界级难题……



硬碰“硬”,用钻爆法“智服”花岗岩


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青岛胶州湾第二海底公路隧道

主线全长17.48千米

其中隧道长14.37千米(海域段9.95千米

采用双洞双向六车道的主隧道

加中间服务隧道的布置方式

最深点距海平面115米

设计时速80公里

客车、货车可通行


具有超特长隧道通风防灾

大断面隧道穿越大规模断裂

超大直径盾构与钻爆法隧道海中对接

超大直径盾构承受超高水压等难题

技术难度达到了世界级水平


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根据胶州湾海域地质条件不同

隧道采用“盾构法+钻爆法”组合施工工法

分别从胶州湾东西两岸向胶州湾掘进

并在海底精准对接


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十多公里长的海底隧道

穿过了两类截然不同的岩层

靠近黄岛的一侧

多是坚硬的花岗岩

而靠近青岛的一侧

则是岩性相对较软的凝灰岩

花岗岩质地坚硬

只能采用钻爆法进行施工

中国中铁承建的标段

就位于黄岛一侧的钻爆段


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由于水深极深

隧道面临的水压达到了1.1兆帕

相当于每平方米

要承受40辆小汽车的重量

此外,在整个海底隧道

22条断裂在其中延伸

最大的一条宽度达300多米

被称为“沧口断裂”


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根据勘探数据

断裂带的日涌水量

将达到42000立方米

能够将一个标准足球场大小的容器

装到6米


在如此复杂的地质条件中

开凿一条隧道

需要施工方“对症下药”

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面对坚硬的花岗岩

项目管理团队使用多臂凿岩台车

它们能够在127平方米

花岗岩掌子面上

2.5小时内打出236个4米深的孔

施工效率相当于30个工人同时作业


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最“深”处,在海下115米填补技术空白


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正在建设中的

胶州湾第二海底隧道服务隧道

设计最大深度

距海平面115米处

这是目前已知的

国内海底隧道施工

所达到的最深位置


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项目管理团队通过模拟分析、专家研讨

确定了1厘米/秒的爆破振速控制标准

研发了“孔内延时分级掏槽

+电子数码雷管逐孔爆破”的

波峰不关联控振爆破技术

成功实现

长距离下穿石化码头敏感区

安全快速施工

填补了国内在该类型难题方面的技术空白



此外

联合山东大学研发的

“SAP超前物探技术”技术成果

精准识别海底120米范围内

不良地质构造分界面

无需爆破即可有效进行空间定位

高质量完成地质探明工作

有序推进隧道建设



更“精装”,隧道“装修”后更安全美观


“5,4,3,2,1,起爆!”

随着爆破员的指令

一声巨大又沉闷的爆破声

在隧道内响起

装在掌子面236个炮孔内的

360公斤炸药同时引爆

坚硬的花岗岩瞬间碎裂


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将碎石清理过后

隧道的雏形便展现在施工人员眼前

但是它仍是处在一个“毛洞”的阶段

现场的施工人员

要对它进行一番“精装”

隧道的“精装”

就是由防水层和两层钢筋混凝土

组成的一道屏障


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装修“毛洞”可不容易

单是装“天花板”这一工序

就需要十几名工人

将118根长27米

直径2.8厘米的钢筋

整齐地绑扎成拱形

严丝合缝地“镶嵌”在隧道内


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之后

一次性浇筑163立方米的混凝土

形成厚度达50公分

钢筋混凝土“天花板”

这样的“天花板”

能够轻松扛住

来自海底深处1.1兆帕的巨大水压


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当“精装”完成

海底隧道就实现了

由“毛洞”到隧道的华丽变身

但在“毛洞”之前

海底隧道还面临着一项重大考验


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隧道的掘进工作面

距离海平面有115米

距离洞口有2000米

隐藏在岩石后面

随时可能出现的大量涌水

是所有施工人员挥之不去的“梦魇”


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因此,在开挖前

施工人员通常会使用雷达

试探前方的地质情况

项目管理团队采用了与山东大学联合研发的

三维地震波法超前探测装备

可在海底复杂的地质条件中

精准识别120米范围内

不良地质构造分界面

辅助采用瞬变电磁、超前钻探

孔内成像等技术

探明掌子面前方不良地质

和地下水情况


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根据勘探结果

一旦地质不好

就需要提前打孔

注射水泥浆

在岩石的缝隙间

形成一层坚固的屏障

同时起到堵水和加固的作用


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为了提高效率

施工方设置了移动式制浆站

将传统的制浆工厂

从洞外搬到了施工现场

大大提高了注浆堵水的效果

保证了施工进度


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而在隧道青岛一侧

对于岩性稍软的凝灰岩

采用的方法完全不同

建设者使用的是“盾构法”

在海面之下

直径达15.6米的

超大直径盾构机正在工作


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深埋在海底的青岛胶州湾第二隧道

建成通车后

将成为世界上最长的海底公路隧道

引领世界超长跨海通道建设发展的未来

对优化青岛市空间布局

促进胶州湾东西两岸发展

提升胶东半岛城市群整体竞争力

具有深远意义

到那时

天堑的阻碍也终将被跨越


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责任编辑丨王泽林

执行主编丨刘海草 张灏然 陈婷

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