12月28日,武漢長江公路隧道迎來通車10周年。10年前的今天,這座“萬里長江第一隧” 不但讓武漢過江交通迎來了“江上架橋、水面行船、江底通隧”的“三維”時代,也讓國人實現了“隧穿長江”的夢想。作為總體設計單位,鐵四院聯合建設、施工單位一起,證明了中國人有能力在長江57米深處,攻克高水壓、強透水、超淺埋等水底盾構掘進世界級難題,一次性成功穿越長江江底2500米。
兩江交匯的武漢,很多市民每天都要穿江而行。已成為武漢地標的“萬里長江第一隧”,綿延于每一個武漢人心里,為過江的人服務,日復一日年復一年。10年里,約2億輛車從萬里長江第一隧通過。
近年來,隨著地鐵建設的推進,武漢又興建了多條地鐵過江隧道,從萬里長江第一條地鐵隧道——2號線過江隧道,到越江區間跨越江面的寬度更寬、隧道埋深更深、地質情況更復雜的4號線,從目前國內最大直徑單洞雙線地鐵隧道——8號線過江隧道,到世界上首座公鐵合建的盾構法隧道——7號線三陽路過江隧道,一條條隧道穿越長江天塹,連起南北兩岸居民。
用10年時間,武漢實現了公路和地鐵越江隧道的跨越式發展,一張看不見的地下穿江網絡已形成;而鐵四院,則在這10年實現了“水下稱王”,建立起了長江隧道“朋友圈”,儲備了以中國勘察設計大師肖明清領頭的水下隧道“人才庫”。
從不適合修水下隧道的聲音,到14座大盾構隧道穿越長江
1998年,作為在長江第一次修建的隧道,武漢長江隧道項目籌備正式啟動時,各方顧慮一直不斷。武漢工程地質非常復雜,有些專家認為武漢不適合修建過江隧道。但通過四院人的努力,2004年“萬里長江第一隧”——武漢長江隧道開工,4年后通車。由此揭開了長江隧道的設計大幕。
“它的建成,最大的意義在于打破了人們思想上的禁錮?!毙っ髑逭f,“施工期間,一些地方來考察后,驚嘆之余頓覺豁然開朗:長江下面都可以修隧道,其他類似工程能有多難?”
以“萬里長江第一隧”為起點,一年半時間內,我國長江中下游3大越江隧道——武漢長江隧道、上海長江隧道、南京長江隧道相繼建成通車。而就在不久前的12月26日,鐵四院設計的南京長江第五大橋夾江隧道盾構“新時代號”始發,這是我國目前直徑最大的公路盾構隧道。至此,萬里長江上建成和在建的大型隧道已達14座,這其中,鐵四院設計的就有11座。
長江隧道的建設不僅收獲了高品質的隧道實體,也帶動了水下隧道設計、施工隊伍的成長??萍既藛T在水下隧道領域不斷“破題”,研發實力在關鍵技術的攻關中逐步成長,自主創新比重進一步擴大。以年均建成通車一條水下隧道的速度,鐵四院逐漸成為國內設計水下隧道最多、擁有施工工法最多的設計院。
從公路到地鐵,從單線到雙線,隧道結構發生重大變化
有了公路長江隧道,四院人開始研究地鐵過江。
鐵四院城地院副總工程師孫文昊說,武漢地鐵2號線長江隧道于2009年開工,2012年底開通,是國內地鐵長江第一隧,取得了地鐵越江隧道的重大突破。
到了2017年,地鐵8號線長江隧道也建成。8號線越江隧道創新采用單洞雙線的設計,可以容納兩列列車同時通過,成為我國最大直徑的地鐵隧道。
僅僅一年過后,武漢地鐵7號線控制性工程三陽路過長江隧道——即武漢公鐵長江隧道建成通車。
三陽路公鐵越江隧道,總長4.66公里,是世界上首條已建成的公鐵合建盾構隧道,曾走進央視《超級工程Ⅱ》紀錄片,被譽為“世界級越江隧道”。
世界級的工程也對應著世界級的難度:總重量達到4400噸左右的盾構機,全長達到了創紀錄的167米;隧道斷面達到195平方米,是國內首條穿越長江地鐵——武漢地鐵2號線的6倍多;隧道挖掘出來的土方約有100萬立方米,出土量相當于建造一座上海金茂大廈的建筑體量;1360米長的“泥巖+礫巖”復合地質讓盾構機舉步維艱,最慢時掘進速度僅為每天1環,長度只有2米。特別是在長約1360米的地下范圍內,同時分布著強度極高的礫巖和黏性極大的泥巖,兩者如同“鉆石層”和“年糕團”。
經過建設單位、設計、施工等單位的齊心協力,今年4月20日,三陽路長江公鐵隧道右線盾構成功攻克了“粘糕層”和“鉆石層”交錯的不良地層,實現勝利接收。
三陽路隧道公鐵合建方式,一次性完成公路和地鐵建設,大大節約單獨建橋或建隧的成本,為集約利用過江通道資源和城市地下空間提供了一個新思路。該項目的建設,進一步鞏固了鐵四院在水下隧道設計領域的領先地位。在其示范效應下,目前鐵四院設計的首條穿越黃河的濟南黃河隧道也采用了公鐵合建方案。
中國工程院院士錢七虎說,“19世紀是橋的世紀,20世紀是高層建筑的世紀,進入21世紀,為了節約能源、保護環境,人類必須大量利用地下空間,因此,21世紀對人類來說是地下空間的世紀”。
水下隧道建設技術被稱為地下空間開發結構工程技術的關鍵技術?!伴L江上第一個吃螃蟹”,鐵四院勇向潮頭立,敢為天下先,在多項世界首創長江隧道的工程實踐中不斷“破題”,用春潮寫下風采 ,用驚濤鑄就氣概。