科技日報記者 王延斌
6月22日，隨著直徑達17.5米的“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完成又一重要節點。
濟南市黃崗路穿黃隧道項目由濟南城市建設集團投資建設、中鐵十四局集團承建，該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。
中鐵十四局高級工程師周祥向科技日報記者介紹，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。
該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。周祥表示，為更加有效適應黃河流域特有地層，我們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。
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，該項目團隊對“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%。
（受訪者供圖）
