新聞分析：這條隧道藏了多少科技秘密——揭秘“萬里長江公鐵第一隧”

新華社武漢10月1日電 新聞分析：這條隧道藏了多少科技秘密——揭秘“萬里長江公鐵第一隧”

新華社記者廖君、王自宸

直徑15.76米、重4400噸的國內最大直徑的盾構機；挖掘出來的土方約有100萬立方米，相當於建造一座上海金茂大廈的建築體量；採用兩道防水條防水、增加了防火保護層，保證隧道100年不漏水……

上面走汽車，下面跑地鐵。10月1日通車的“萬里長江公鐵第一隧”——武漢長江公鐵隧道具備哪些功能？隧道裏有哪些高科技？如何確保隧道運營安全？在隧道開通之際，記者進入隧道實地探訪。

“巨無霸”盾構機如何穿越江底“鑽石層”“年糕團”

61年前，橫跨長江兩岸的武漢長江大橋，實現了上層走汽車、下層跑火車的壯舉。一個甲子之後，在下游的長江江底深處，武漢長江公鐵隧道又成為世人關注的焦點。

被譽為“超級工程”的武漢長江公鐵隧道是公鐵兩用隧道，通過在隧道內建設內襯結構，實現地鐵與汽車的分離運行。項目設計方——中鐵第四勘察設計院集團有限公司城市軌道與地下工程設計研究院副總工程師孫文昊介紹説，按原設計方案，公路和地鐵隧道分開建設，就需要選擇兩條過江通道。因武漢過江通道資源稀缺，除了從漢口三陽路到武昌秦園路外，附近再無合適線路可選，為最大限度地節約資源，決定採取公鐵合建設計。

提起這條隧道，一連串的定位讓人應接不暇：世界上首條公鐵合建的盾構法隧道、國內在建最大直徑的盾構法隧道。

然而，世界級的工程卻對應著世界級的難度：隧道挖掘出來的土方約有100萬立方米，出土量相當於建造一座上海金茂大廈的建築體量；1360米長的“泥岩+礫岩”複合地質讓盾構機舉步維艱，最慢時掘進長度僅為每天2米……

在武昌徐家棚地鐵7號線越江項目部院內，擺放著一排排廢棄的刀具。它們都有不同程度的損壞：150公斤的圓形滾刀被磨成方形，60公斤的刮刀被磨成禿刀……這些用廢了的刀具仿佛是這項隧道工程攻堅克難的印記。

“三陽號”和“開泰號”這兩台盾構機負責承擔隧道內的掘進重任。這兩台“巨無霸”僅刀盤就重約595噸，刀具共有361把，分為滾刀、齒刀、刮刀、先行刀、中心刀等類型，功用類似人的磨牙、切牙、尖牙等，在掘進時對地層進行“磨、切、削”。在地下不管出現任何意外，都將帶來毀滅性結果。

“做完這條隧道再回頭看以前的越江工程，就相當於小學測驗和高考的區別。”武漢地鐵集團二級項目經理倪正茂説。

他説，盾構機始發不久，就遇到複雜地質狀況：在長約1360米的江底，同時分佈著強度極高的礫岩和黏性極大的泥岩，兩者如同“鑽石層”和“年糕團”，一方面快速磨損盾構機的刀具，另一方面又結成泥餅貼在刀盤上，大大增加了盾構機地下切割的難度。

“鑽石層”和“年糕團”分佈的斷面最寬處超過13米，超過了盾構機八成面積，給施工帶來極大的挑戰。統計數據顯示，從2016年11月開始，盾構機掘進速度由每天8環（16米）快速下降，到2017年6月，曾長時間出現1天僅能掘進1環（2米）的情況。而即便只能往前推進1米，也是每把刀具在刀盤上一天不間斷旋轉、累計切割了10公里距離後産生的。

項目部負責人説，從2016年4月盾構始發到現在，兩年時間裏，共有4000多把各式刀具被更換下來，換刀總次數接近300次。“這也是無法想象的事情！一般的越江盾構工程只需要換3次刀就足夠了，我們這次卻接近別人的100倍。”倪正茂説。

工程人員查閱文獻資料，發現全球範圍內沒有可參考的經驗。武漢地鐵集團請來中國科學院院士孫鈞、中國工程院院士錢七虎、陳湘生等國內外盾構領域的名家組成團隊進行攻關。根據專家的建議，施工人員經過反復試驗，進行了三項革新：一是調整刀具配置，將刀盤上的刀具由79把增加到131把，使盾構機的“牙齒”切、削、刮、磨更有效；二是向刀盤內加高壓氣，並添加調配好的化學藥劑，減少泥餅生成；三是增加流量加快對刀盤的沖洗。

2017年8月6日午夜，經過兩個月改造的盾構機開始復推，當天掘進距離即達到4環8米。大家擊掌相慶，吃下了幾個月以來最香的一頓飯。

可保100年不漏水 能抗2小時1200℃大火燒烤

9月30日下午3時許，距離開通不到24小時，武漢長江公鐵隧道管理中心調度大廳，由24個ＬＥＤ屏組成的監控大屏，實時顯示各區段監控畫面。隧道裏的一切在這裡都可以看得一清二楚。

隧道管理中心運營管理部工程師莫海利説，在主線隧道中，每隔75米就設置了一個監控攝像頭，公路層及逃生通道共設有監控攝像頭263個，監控做到了“無死角”。

在隧道的左側地面上，每隔75米就可看到一個長方形黑蓋，那是逃生通道口。一旦隧道遭遇失火等緊急情況，中央控制系統、工作人員都可開啟通道口。行人可迅速通過樓梯下到位於隧道第三層的逃生通道。逃生通道寬約2米，通道內還有聲光導引系統，能指引行人快速撤離。

據悉，在隧道江中盾構段，雙向共有68個逃生通道。按隧道距岸邊最遠距離1.6公里計算，行人按每小時5公里速度計，一般最多10多分鐘就可撤至岸邊。

孫文昊説，武漢素有“百湖之市”之稱，考慮到武漢的地理環境和雨季較長的特點，隧道還設置有10處厚度近半米的防淹門，萬一遇到不可抗的外力而遭到破壞，防淹門可攔截江水，防止江水經隧道“倒灌”城市。在隧道盾構管片間還採用兩道防水條防水，可保證隧道100年不漏水。

隧道內一旦發生火災、車輛自燃等險情，有哪些應急措施？莫海利説，除公安消防部門有嚴密的應急預案外，隧道四週佈滿了雙側消防泡沫噴淋系統，滅火器、雙波長火焰探測器、感溫光纖等安防設施，滅火能力覆蓋整個隧道，可以抵抗最高達到1200℃的持續2小時大火燒烤。

武漢“過江難”有望成為過去式

長江東去，漢水西來。兩江交匯，將大武漢分隔成三鎮，“過江”成為武漢人生活的一部分，“過江難”也一直是城市交通的痛點。

2018年年初，高德公司發佈2017年度中國主要城市交通分析報告，武漢道路擁堵延時指數在全國主要城市中的排名，從2014年的第7位，降至2017年的第47名。業內人士分析，地鐵線網不斷延伸，大大提升了城市交通功能，越江地鐵在消除交通痛點方面立下首功。

此次開通的武漢長江公鐵隧道，上面可以走汽車，下面可以跑地鐵。公路層為雙向6車道，設計時速60公里。從武昌秦園路入口到漢口澳門路出口，驅車只需5分鐘。同樣的起始點，記者從地面開車經長江二橋體驗，不堵車也花了16分鐘。

武漢地鐵集團董事長周少東表示，目前武漢地鐵已經4次穿越長江、2次穿越漢江，掌握了多項越江隧道的勘察、設計、施工等全套關鍵技術。根據規劃，還將有十余條越江隧道組成的“豪華陣容”環通三鎮，奮力突破大江大河對城市的分割和阻隔。他説，大武漢正在集結世界級越江隧道群！