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加持“硬技术” 世界上最长的海底道路隧道进入海下开挖阶段

科技日报记者 王延斌 吴纯新 宋迎迎 通讯员 丁翔 林凤 吴希龙。硬技术

如何破解距离海平面115米的加持进入阶段地下隧道,需要挑战地质条件复杂、世界上最隧道水压大、海底海下长距离硬岩掘进等“硬骨头”。道路

6月30日,开挖位于山东省青岛市胶州湾第二隧道“国信号”盾构机正式开始穿海之旅,硬技术上述问题将逐一解决。加持进入阶段据了解,世界上最隧道胶州湾第二水下隧道工程由青岛国信集团投资建设,海底海下隧道长度可达14.37公里,道路是开挖世界上建设规模最大、长度最长的硬技术水下隧道。因此,加持进入阶段本次施工采用了多项前沿技术,世界上最隧道其中穿海利器“国信号”盾构机也将众多智能系统融入其中。

图为施工现场。丁翔供图。

中铁十四局胶州湾第二隧道工程技术负责人王俊平告诉《科技日报》,胶州湾第二海底隧道地质复杂,穿越多条破碎带和软硬地层;同时,隧道将在硬岩中长距离挖掘,最大水压为0.96兆帕,相当于“指甲盖面积9.4kg压力”,对盾构机工作面的稳定性、行驶姿势的控制、相关部件的维护和更换以及管片结构的接缝提出了重大挑战。

“针对盾构区间地质条件复杂、水压大、长距离硬岩掘进等问题,我们与国内外专家充分研究论证,开展了刀盘形式、刀具类型、耐压耐磨性等专项设计,打造了适应长距离硬岩地层的穿海利器“国家信号”盾构机。中铁十四局胶州湾第二隧道项目盾构经理陈宗凯表示,“国家信号”配备了一系列智能系统,如伸缩式主驱动、伸缩式开挖仓库监控系统、泥浆循环系统、萨姆森保压系统等。它还应用了许多前沿技术,如同步双液灌浆和同步组装。中铁十四局胶州湾第二隧道项目盾构经理陈宗凯表示,“国家信号”配备了一系列智能系统,如伸缩式主驱动、伸缩式开挖仓库监控系统、泥浆循环系统、萨姆森压缩保护系统等。它还应用了许多前沿技术,如同步双液灌浆和同步组装。该设备的主轴承配有4个外密封和3个内密封,可承受1.2兆帕的最大开挖压力,以确保安全稳定的开挖。

由于隧道施工的复杂性极高,中铁大桥院承担了所有海域段隧道的勘察工作。

中铁桥院副总工程师曾洪贤介绍,胶州湾第二海底隧道区水深、流量大、通航密度高、施工海况复杂、海上气候条件恶劣多变、湾内断裂带密集、地质条件复杂、勘察难度大、安全风险高。

早在一年前,中铁大桥院就成立了海底隧道勘察专班,研究解决了海底勘察问题。他们在胶州湾海域连续战斗了300多个日日夜夜,完成了242个海上钻孔和20681米进尺,形成了《沧口断裂专题研究报告》等关键调查结果。他们突破了沧口断裂的特点,发现胶州湾海域对二隧线位的确定有重大影响,优化了二隧线位,大大降低了隧道施工的潜在地质风险,为二隧工程的实施提供了科学可靠的地质依据。

据了解,胶州湾第二隧道工程主线全长17.48公里,其中隧道海域段9.95公里,最深点距海平面115米。根据胶州湾海域地质条件的不同,施工方采用了“盾构法” “钻爆法”结合施工方法,从胶州湾东西两岸到胶州湾,并在海中对接。

在本工程中,盾构法与钻爆法在海底对接的接收室(类似隧道中的安全洞)截面积达到66平方米,相当于1.5个标准篮球场,高度30米,高度10层。

根据计划,隧道将于2027年12月完工通车。

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