3月26日，在汕頭灣海底68米深處，伴隨著直徑14.57米的“永平號”盾構(gòu)機(jī)刀盤破巖而出，世界首條時速350公里單洞雙線高鐵隧道——汕頭灣海底隧道成功貫通，標(biāo)志著連接汕頭與汕尾的“黃金通道”取得突破性進(jìn)展，創(chuàng)造了國內(nèi)外海底隧道建設(shè)多項紀(jì)錄。
圖為隧道貫通現(xiàn)場。新華社記者 劉大偉 攝
汕汕高鐵由中國鐵路設(shè)計集團(tuán)有限公司工程總承包，連接廣東省汕頭市與汕尾市，是國家“八縱八橫”高鐵網(wǎng)沿海通道的重要組成部分。其中，由中鐵十四局承建的全線控制性工程汕頭灣海底隧道全長9781米，最深處距離海面98.5米，地質(zhì)構(gòu)造及水文地質(zhì)條件復(fù)雜，設(shè)計與建設(shè)難度堪稱“工程教科書”，被譽(yù)為目前在建難度最高的隧道之一。
“隧道不僅要在8度的高烈度地震區(qū)穿越17條斷層破碎帶，其中包括8條活動斷層，還要承受海底近1兆帕的超高水壓及強(qiáng)腐蝕性海水的多重壓力?！敝袊F設(shè)汕頭灣海底隧道專業(yè)負(fù)責(zé)人霍飛告訴記者。
汕頭灣海底隧道橫跨汕頭灣主航道海域，建設(shè)過程中可謂挑戰(zhàn)重重：近百米超高水壓、高氯鹽侵蝕，多斷層構(gòu)造，地層軟硬不均、極硬巖……施工稍有不慎，極易引發(fā)海水滲透，甚至海水大量涌入導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)失穩(wěn)和坍塌廢棄等風(fēng)險。
如何破解“高烈度地震+密集活動斷層+海域超高水壓+高腐蝕海水+極復(fù)雜地層”等多重難題？
“為應(yīng)對復(fù)雜地質(zhì)情況，隧道采用陸域礦山法、海域礦山法、盾構(gòu)掘進(jìn)法、盾構(gòu)空推法、明挖敞開法、明挖暗埋法等6種工法組織施工。”中鐵十四局汕汕高鐵項目總工程師安夫順說，施工期間，隧道建設(shè)、設(shè)計、施工等單位深化合作，聯(lián)合國內(nèi)頂尖院士科研團(tuán)隊開展重大科研立項攻關(guān)，現(xiàn)場論證把關(guān)，合力攻克建設(shè)難題，加快推進(jìn)隧道建設(shè)進(jìn)度。
圖為盾構(gòu)機(jī)施工現(xiàn)場。 新華社記者 劉大偉 攝
在海域礦山段，隧道需下穿汕頭灣主航道風(fēng)化凹槽，海底爆破作業(yè)上方弱風(fēng)化巖層最薄處僅2.36米，隧道坍塌涌水的施工風(fēng)險極高；在盾構(gòu)法施工段，直徑近15米的盾構(gòu)機(jī)遭遇了“三重極限”地質(zhì)段落——強(qiáng)度達(dá)200兆帕的極硬巖、軟硬交替的長段落“犬牙層”和直徑超3米的“孤石陣”，當(dāng)面臨鋼材一樣堅硬的巖段時盾構(gòu)機(jī)要“啃得動”；面臨軟硬不均的巖段時，要保證盾構(gòu)機(jī)發(fā)力適度，做到“不崩牙”。
為確保海底隧道能夠抵抗住海水的巨大壓力，項目團(tuán)隊通過檢算分析，掌握了地震發(fā)生時海水的壓力狀態(tài)，通過在運(yùn)輸繁忙的海灣主航道向海底定向注漿施工，達(dá)到了隧道滲水更少、壓力更小的目的，創(chuàng)鐵路隧道高精度超高壓百米級海面注漿的先例。
為降低地震對高鐵運(yùn)行的影響，項目團(tuán)隊在隧道管片接縫位置創(chuàng)新研發(fā)了可靈活伸縮的減震接頭，和既能抵抗海水壓力又能吸收地震能量的柔性隔震層，可以使隧道在地震發(fā)生時依然保持穩(wěn)定，達(dá)到“以柔克剛”的效果。
面對海水高腐蝕性考驗，工程師提出了限排降壓、綜合防水、高強(qiáng)抗裂的組合防水防腐防御體系。他們大膽創(chuàng)新，通過反復(fù)調(diào)整混凝土配合比、首創(chuàng)冰水低溫拌合工藝，研制出了新型的抗裂材料，在鐵路領(lǐng)域首次破解了高強(qiáng)度混凝土隧道澆筑難養(yǎng)護(hù)、極易開裂的難題。
一系列創(chuàng)新技術(shù)不僅讓汕頭灣海底隧道成為“抗壓抗震抗腐蝕三料冠軍”，還創(chuàng)造了多項深海隧道建設(shè)紀(jì)錄：世界首條時速350公里單洞雙線高速鐵路海底隧道，世界已貫通最大開挖直徑鐵路海底隧道，國內(nèi)穿越活動斷層最多的鐵路海底隧道，國內(nèi)開通水壓最大的海底隧道。
“汕頭灣海底隧道的順利貫通，為汕汕高鐵全線如期開通運(yùn)營打下了堅實的基礎(chǔ)，為國內(nèi)外類似工程建設(shè)提供了有益參考借鑒?！敝袊F設(shè)汕汕高鐵項目總工程師李為說。
未來，汕汕高鐵全線建成通車后，將與廣汕高鐵、漳汕高鐵、福廈漳高鐵、溫福高鐵、甬臺溫高鐵共同構(gòu)成國家東南沿海高鐵通道，途經(jīng)廣東、福建、浙江三省15個城市，打通大灣區(qū)經(jīng)粵東、海西經(jīng)濟(jì)區(qū)直達(dá)長三角的通道，助力國家東部沿海地區(qū)高質(zhì)量發(fā)展。
來源:新華社
編輯:平小娜 孫錦 宮海娜
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