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世界最大直徑水下盾構隧道完成黃河段掘進

作者:趙榮發 肖雨 ?時間:2025-07-09 ?【字體:??

日前,隨著“山河號”盾構機平穩穿越黃河南岸大堤,濟南市黃崗路穿黃隧道順利完成黃河段掘進任務,標志著世界最大直徑水下盾構隧道工程建設取得階段性勝利,順利攻克控制要求最高、風險持續性最長、水土壓力變化最大區間。

濟南市黃崗路穿黃隧道項目是濟南踐行“黃河流域生態保護和高質量發展”國家戰略的標桿性工程,由濟南城市建設集團投資建設、中鐵十四局集團承建。工程南起藍翔中路,北接G309互通立交,全長約5755米,盾構段長約3290米,單洞雙層設計,設計時速60公里。隧道先后下穿黃河兩岸大堤、黃河等敏感地區,最深覆土厚度達49.2米,最大水土壓力6.3巴,掘進過程中沉降控制要求高,施工難度大。

建設者見證“山河號”盾構機穿越黃河(趙榮發 攝)

黃河水攜帶著黃土高原的大量沙土,歷經歲月的沉淀,河底逐漸堆積起層層厚重的“老黃泥”,顆粒細膩、黏度大、透水率低,部分黃泥在常年擠壓下形成宛如硬巖的鈣質結核,強度最高可達41兆帕,隧道地層猶如夾雜大量“棗核”的“年糕”。在掘進時,粉質黏土不僅會造成刀盤結泥餅,廢漿處理難度也大幅提高,泥漿環流系統控制壓力大。此外,鈣質結核還會使盾構機刀具磨損增大,導致泥漿泵管堵塞。

工欲善其事,必先利其器。項目團隊量身定制了世界在建最大直徑泥水平衡盾構機“山河號”,長163米,重達5200噸,最大開挖直徑17.5米。據中鐵十四局項目高級工程師周祥介紹,為更加有效適應黃河流域特有地層,項目團隊對盾構機進行了一系列針對性升級優化,通過增大盾構機刀盤開口率并安裝大流量中心沖刷系統,有效防止了刀盤結泥餅;通過優化刀具配置,有效應對不規則分布的“鈣質結核”,還創新采用“絮凝+提濃+壓濾”組合工藝,提高廢漿處理能力,每小時處理廢漿近600立方米,廢漿處理效率提高50%,濾餅含水率降至30%以下。

作業人員在現場緊張作業(趙榮發 攝)

據悉,“山河號”盾構機進入黃河南岸大堤前覆土深度為37米,進入大堤后覆土深度增大至44米,對刀盤切口壓力控制要求極高,維持掌子面穩定難度大。在穿越黃河南岸大堤前,項目團隊對“山河號”盾構機密封保壓系統、泥水環流系統、同步注漿系統等全部進行檢修保養,確保其以最佳狀態迎接挑戰。同時,建立地面、地底垂直聯動監測機制,實時監控地表沉降。

目前,“山河號”盾構機已順利完成一級水源保護地沉砂池、黃河北岸大堤、黃河、黃河南岸大堤的穿越,掘進完成1376環、2752米,占盾構隧道總長的83.6%。

隧道建成后,將助力濟南主城區與新舊動能轉換起步區互聯互通,有力推進起步區建設全面提速,促進濟南從“大明湖時代”邁向“黃河時代”,為黃河流域生態保護和高質量發展提供有力支持。

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