建設(shè)難度 全線共18條地質(zhì)斷層

    “穿越海底建隧道，這在施工作業(yè)中是最難的，風(fēng)險(xiǎn)也是最高的。”周豐峻院士介紹，經(jīng)過前期反復(fù)的勘測探明，膠州灣隧道工程地質(zhì)情況復(fù)雜，共探明斷層18條 （其中海域段有13條），地質(zhì)構(gòu)造以中、新生代脆性斷裂構(gòu)造最為醒目，海域段以噴溢火山巖和次火山巖為主，大部分基巖裸露，施工過程中容易發(fā)生塌方、涌水、巖爆、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，可見膠州灣

    海底隧道通過海域最大水深約42米，最大埋深達(dá)82.8米。“通車后我們頭頂著40多米深的海水行駛在隧道里。也就是說，在施工時(shí)，工程人員要克服海水巨大的壓力往前掘進(jìn)。”周豐峻院士說，海底施工地下水處理難度大、水壓較高，導(dǎo)致施工堵水、注漿加固難度大，為此在施工中主要采用地質(zhì)預(yù)報(bào)、預(yù)注漿、提高防滲混凝土性能、加強(qiáng)結(jié)構(gòu)自防水、施做防水層等施工，以確保達(dá)到防水要求。隧道開工后，共有29段海域經(jīng)探孔發(fā)現(xiàn)出水，最大探孔出水量每分鐘500升。

    說到如何克服海底突涌水，就不得不提“多重防腐錨桿”。周豐峻院士說，為了穩(wěn)定海底巖層，青島膠州灣隧道沒有像其他隧道那樣，對開挖斷面僅僅采用混凝土噴射加固，而是在開挖斷面的初期支護(hù)上，把防腐錨桿鉆進(jìn)巖層中，“通俗地說，就是在整個(gè)洞壁巖層內(nèi)部結(jié)構(gòu)中用防腐的錨桿搭了層結(jié)實(shí)的鋼筋，均勻鋪設(shè)，形成了非常穩(wěn)定的‘網(wǎng)’，就像給隧道鑄就了一個(gè)‘鋼筋鐵骨’。”周豐峻院士說，多重防腐錨桿的桿體采用鍍鋅處理，為防腐提供了第一道防線；桿體外波紋管的設(shè)置，能保證水泥漿液的灌注和飽滿；水泥漿灌注完成后，實(shí)現(xiàn)了錨桿的多重防腐功能。為了確保混凝土結(jié)構(gòu)達(dá)到一百年使用壽命，在隧道結(jié)構(gòu)施工中采用了C50耐久性混凝土，初期支護(hù)施工中采用了目前國內(nèi)隧道設(shè)計(jì)強(qiáng)度最高、抗?jié)B級別最高的C35高性能防滲混凝土。這種高強(qiáng)度的混凝土不僅使用壽命在百年以上，還能保證隧道結(jié)構(gòu)在海水腐蝕環(huán)境下長期安全可靠。“目前在國內(nèi)隧道工程界使用C50這種高強(qiáng)度混凝土的，膠州灣海底隧道還是國內(nèi)首例。”周豐峻院士說，這樣的結(jié)構(gòu)等于在隧道頂上戴了頂“鋼盔帽”，隧道坍塌和滲水的風(fēng)險(xiǎn)都可以化解。

    經(jīng)過嚴(yán)密的部署和施工，隧道共成功實(shí)施注漿堵水29段。

    挖掘過程 “高精尖”設(shè)備功夫了得

    在膠州灣隧道施工中，工程各標(biāo)段項(xiàng)目部共投入各種現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備和儀器數(shù)百臺，其中有三分之一是國內(nèi)最先進(jìn)的，正是這些現(xiàn)代化的裝備，為膠州灣隧道的勝利貫通奠定了堅(jiān)實(shí)的物質(zhì)基礎(chǔ)。

    如西班牙生產(chǎn)的濕噴混凝土機(jī)械手、意大利生產(chǎn)的C6鉆機(jī)、瑞典生產(chǎn)的三臂鑿巖臺車、瑞士生產(chǎn)的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)儀以及地質(zhì)雷達(dá)、紅外線探水儀等，都是目前國際上最先進(jìn)的。兩臺噴錨機(jī)械手，“功夫”好生了得，其工作效率相當(dāng)于普通噴錨機(jī)的6倍以上，提高了混凝土的錨噴質(zhì)量，加快了施工進(jìn)度，節(jié)省了成本。地質(zhì)超前預(yù)報(bào)儀“目光”極其“犀利”，能夠穿透巖層，“看”清掌子面前方100至200米范圍內(nèi)的地質(zhì)情況。C6鉆機(jī)在鉆探作業(yè)過程中，能夠全程全自動(dòng)記錄推進(jìn)力、扭矩、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，并據(jù)此準(zhǔn)確計(jì)算前方圍巖類別。

    超前探測時(shí)要用到一種名為 “三臂鑿巖臺車”的設(shè)備，在前方的巖石上鉆出一個(gè)碗口大的洞，并插入鋼管。如果前方的巖石比較疏松，里面的水就會(huì)順著鋼管流出來。這時(shí)技術(shù)人員就要測試水壓，根據(jù)水壓的情況來確定下一步施工方案。如果前方的巖層中沒有水流，或者水流很弱不影響隧道繼續(xù)開挖，三臂鑿巖臺車就要派上第二個(gè)用場：在探水孔的周圍繼續(xù)鑿“眼兒”。盡管海底隧道的橫斷面在120平方米到170平方米之間，但有了三臂鑿巖臺車這件法寶，一次就能鑿出三個(gè)炮眼，保證了工程的進(jìn)度。它的探孔長度達(dá)到40-50米，比使用C6多功能鉆機(jī)鉆進(jìn)速度快一半，在服務(wù)隧道一個(gè)標(biāo)段中的注漿時(shí)間僅用了11天時(shí)間就完成了76個(gè)注漿孔注漿。進(jìn)口鑿巖臺車造價(jià)不菲，每臺從瑞典進(jìn)口的價(jià)格為830萬元人民幣。

    此外，針對施工高風(fēng)險(xiǎn)、高難度的特點(diǎn)，還采用了國內(nèi)機(jī)械化程度最高的機(jī)械化作業(yè)，如在世界上首次將鑿巖臺車拓展到深探孔和注漿打眼，實(shí)現(xiàn)了一機(jī)多功能；研究探索各種先進(jìn)機(jī)械化配套作業(yè)，從鉆眼放炮的鑿巖臺車、噴射混凝土的機(jī)械手、超前預(yù)注漿自動(dòng)采集記錄儀，全液壓模筑臺車到混凝土自動(dòng)攪拌站、混凝土輸送泵車等整套機(jī)械化流水線。

    安全渡過三大難關(guān) 總工臉上喜露笑容

    青島國信膠州灣交通有限公司副總經(jīng)理曲立清作為項(xiàng)目總工，全程參與了隧道施工，有三個(gè)工程重要節(jié)點(diǎn)在他腦海里留下了深刻印象，“第一個(gè)重要節(jié)點(diǎn)是2008年8月份，隧道施工進(jìn)入海域段，入海100米時(shí)，拱頂像下雨似的，那時(shí)一下到洞里就緊張，根本不敢一個(gè)人進(jìn)去。”第二個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)在2009年元旦，那時(shí)隧道施工第一次穿越不良地質(zhì)帶，“我們用了45天把這條長達(dá)30米的破碎帶加固好。”曲立清說，第三個(gè)節(jié)點(diǎn)就是2009年12月18日服務(wù)隧道的貫通，這為主隧道的開挖提前探明地質(zhì)條件發(fā)揮了重要作用。不過，后面的工程還不能放松。“因?yàn)楣て谔o了，我們只能倒排工期，才能確保隧道按計(jì)劃通車。”曲立清介紹說，如今眼看隧道要通車了，他的臉上終于露出了些許輕松的微笑。

    針對隧道施工過程中，地質(zhì)、水文條件復(fù)雜多變，需要現(xiàn)場協(xié)調(diào)、快速處置的突發(fā)問題多。青島國信集團(tuán)管理團(tuán)隊(duì)實(shí)行扁平化管理，堅(jiān)持在一線靠前組織協(xié)調(diào)，第一時(shí)間解決問題。隧道施工共安全通過29個(gè)注漿段，累計(jì)約870米，堵水效果達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。在日常施工中，派出管理工程師，24小時(shí)吃住在兩端工地，與施工和監(jiān)理單位管理人員同時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場管理。在隧道進(jìn)行注漿堵水、穿越超大斷面、過斷層破碎帶等關(guān)鍵施工階段，更是將專家咨詢和方案評審安排在施工現(xiàn)場進(jìn)行，實(shí)時(shí)掌握第一手資料，提高了管理的針對性和實(shí)效性。

    據(jù)悉，青島國信集團(tuán)采取“小業(yè)主、大社會(huì)”的方式對項(xiàng)目進(jìn)行管理，通過招標(biāo)積極引入社會(huì)力量參與建設(shè)，作為施工人員近3000人的重大工程，國信集團(tuán)項(xiàng)目部僅有管理人員20名，卻吸引到包括設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工在內(nèi)的近30家“國字號”團(tuán)隊(duì)參建，施工過程采取企業(yè)自檢、政府監(jiān)督、社會(huì)監(jiān)管、業(yè)主管理四級進(jìn)行，全方位、多角度保證工程進(jìn)度。