执山河之笔 绘九曲新景

济南黄岗路黄河隧道航拍。赵荣发 摄

隧道内繁忙的施工场景。范少文 摄

    通讯员  李桂香  赵荣发

    九曲黄河，奔腾千年，滋养着华夏文明，也向建设者抛出沉甸甸的考卷。

    8月17日，在泉城济南黄河之畔地下30米深处，开挖直径17.5米的“山河号”盾构机破壁而出，世界最大直径水下盾构隧道——济南黄岗路黄河隧道迎来胜利贯通时刻。

    历时三百多个日夜，中铁十四局建设者手缚苍龙，遁地前行，在创新和匠心的加持下，一路闯关，实现最高日掘进18米、月进尺426米的施工纪录，填补了我国在特大直径盾构隧道建造领域的诸多技术空白，在万里黄河之上镶嵌了又一颗璀璨的明珠。

    智慧碰撞下的合理选型

    在黄河南岸接收井，“山河号”半潜于碧水之下，静卧如龙。身后成型的隧道，线形流畅、内实外美。这完美弧线的背后，是一场关乎成败的盾构机“选型之战”。

    “隧道高效建设的关键，就在于盾构机选型的精准。”项目现场负责人周祥说。但作为工程机械之王，盾构机制造和隧道建设，直径每增加一米，难度都会呈几何式增加。17.5米的庞大体型，更意味着难度指数级飙升。

    在黄河之下挖掘出一座6层楼高的隧道，如何保证安全？刀盘选择带压还是常压？怎样保证特大断面隧道的稳定性？从进场之初，位于南京总部的盾构专家们就和项目团队一起围绕盾构机选型开展了讨论研究。

    “常规来说，我们采用300型号泥浆管和500毫米管道就可以了，但如此大的开挖断面，能否满足高效施工的需求？”周祥说。会议中，考虑到黄河底的特殊地质，他们将目光投向了400型号的泥浆管和600毫米的管道。

    但这一方案造价高达2000多万元，值吗？周祥算了一笔“风险账”，一次堵管，至少需要清理8～12小时，直接影响整体掘进工效。经过数次选型会的头脑风暴，他们最终拍板：用新方案，为的就是“血管”通畅，减少磨损与滞排。

    实践是检验真理的唯一标准。后续的掘进也证明了选型的正确性：开挖直径15.76米的济南济泺路黄河隧道最高掘进速度为每分钟25毫米，而17.5米的“山河号”可以达到每分钟35毫米。

    “血管”通畅了，“牙口”也得锋利。项目团队大胆选用带压复合型刀盘，并显著提升刀盘开口率。“更大的开口率能有效‘防粘防堵’，更多的撕裂刀专克那些‘刁钻’的顽石。优化刀具配置还减轻了刀盘自重，主驱动负载和扭矩也降下来了……”周祥细数着刀盘的“升级秘籍”。

    不仅如此，“山河号”盾构机还装配伸缩式主驱动、开挖仓伸缩摄像头等先进装备，应用了第四代同步双液注浆工艺，并搭载“五官一脑”智能化装备系统，构建起盾构掘进的“智慧大脑”，实现全流程感知、预警与智能决策。

    2024年5月19日，这台涂装“麒麟”图案的“山河号”盾构机在济南下线，高颜值、高性能的“巨无霸”为穿黄隧道建设按下了“快进键”，原计划日掘进6～8米，实际达到12～18米。

    与河底“顽石”智斗

    河底深处，绝非坦途。特殊的地质、变幻的水文环境、历史的沉积，让施工如同在“变幻莫测的迷宫中穿行”。

    根据勘探，黄岗路黄河隧道区间段内存在大量“钙质结核”，长度达2000米，占比超六成。它们大小不一，就像“顽石”，不规则地镶嵌在粉质黏土层中，宛如“黏糕里的硬骨头”。

    “这些‘顽石’，当年在济泺路黄河隧道可没少让我们吃苦头，甚至让盾构掘进停滞不前。”项目盾构经理薛永超说。

    随着“山河号”盾构机挺进钙质结核区，管道内石头碰撞的响声由疏变密、由弱变强。早有准备的项目团队也亮出了“法宝”，他们创新性设计的双采石箱，可以实现一用一备。

    薛永超说，当采石箱压力变小，他们就进行切换和清理，掘进初期每环清理一次即可。而随着掘进进入密集区，清理频率飙升，最高峰的时候每环要清理50次。以往是单采石箱，需要人工往外搬，费时费事。如今通过远程控制和双箱轮换，每次清理仅需5分钟，实现不停机、快速的循环处理，硬是将“拦路石”变成了高效掘进中的“小插曲”。

    此外，面对强度高达41兆帕的“顽石”，项目团队为“山河号”装备了自主研发的金刚石刀具，这款刀具更具有耐磨性。他们还规划了两处换刀点，计划对盾构机刀具进行检查更换。

    随着掘进的推进，“山河号”进入换刀点，伸缩摄像头传回的画面让人振奋。刀具完好，掌子面切割轨迹清晰。最终，项目团队创造了黄河下首次全程3.3公里连续掘进不换刀的纪录，为高效掘进赢得了宝贵时间，打赢了这场与“顽石”的攻坚战。

    万方泥浆化为“清泉”

    摊开工程图，可以清晰地看到，黄岗路黄河隧道向北紧邻济南一级水源地鹊山水库，向南横贯黄河。

    区间段内，地层以粉质黏土为主，比重提升快，泥浆黏度大，处理难度高。且“山河号”盾构机开挖面积达240平方米，每掘进1环就会产生1200立方米泥浆，每天会产生上万立方米泥浆。

    泥浆能否高效处理，直接成为制约掘进速度的最大瓶颈。“我们考察过长江隧道采用的新型处理设备。”周祥坦言，“但在黄河这种特殊泥层下，它有点‘水土不服’。”别无选择，自主创新成为唯一出路。他们决定，自主搭建一套泥浆处理设备。

    “这是行业内的新挑战，可借鉴经验少，参数配比确定更是难上加难。”拥有20年泥浆处理经验的泥水处理厂厂长胡修志深知不易。他们在类似地质的济泺路北延黄河项目泥浆池旁建起临时试验场地，开始了“从零开始”的压滤试验。

    “絮凝剂用量是关键。量少了泥饼含水量就会过高，达不到目的。量多了尾水絮凝剂含量超标，既达不到泥浆循环使用的标准，并且还会让成本剧增。”他们以2小时为周期反复试验，当看到压滤出来的尾水如矿泉水般清澈时，胡修志心头一热，“有戏了”！

    然而，现场原位试验时，尾水却出现了浑浊。他们迅速“会诊”，推测是絮凝剂“醒发”时间不够。“就像是加入了酵母的面团，需要充分醒发。”为此，他们将膨化箱从2个增加为3个，给絮凝剂留足“反应时间”，这一次，效果立竿见影。

    精益求精，他们进一步优化工艺，将原本必须匀速流转的泥浆管路，改造为可变速、间歇性供浆的“智能模式”，既能短时间内“大流量补浆”，又能有效防止罐底泥土“板结”。

    2024年9月1日，“山河号”盾构机始发之际，这套完全自主创新的“絮凝+提浓+压滤”组合工艺同步启用。系统每小时可处理泥浆近600立方米，日处理效率提升50%，滤饼含水率降低至30%以下。

    而这还远远不够。项目团队深度挖掘“绿色潜能”，对分离出来的尾水开展无害化及梯级资源化利用研究，将其再用于调制盾构泥水循环浆液，让其“生生不息”，真正实现了盾构尾水“零排放、再利用”。

    群龙潜越绘就九曲新景

    城市发展，交通先行，穿城而过的黄河，一直是制约济南城市发展空间的最大交通瓶颈。

    曾几何时，浮桥是济南北跨黄河的唯一方式。长期的拥堵再加上凌汛时期需要反复拆除，早已无法满足两岸便捷通行的渴望，更严重掣肘着区域经济的发展。

    随着济南启动“四桥四隧”工程建设，打通了跨黄河交通要道。泉城之下，黄河之腹，四条15米级以上的盾构隧道正拔节生长——如此大规模、成体系的“超级水下隧道群”，在世界工程史上亦属罕见！

    2021年9月，济南济泺路黄河隧道率先建成通车，开车4分钟即可穿越黄河，比绕道黄河大桥节约近一小时，加速了济南从“大明湖时代”迈向“黄河时代”的进程。

    如今，黄岗路黄河隧道的胜利贯通，即将为这条“超级水下隧道群”再添一条交通动脉。此刻，两座超级隧道已通车，一座实现贯通，一座正奋力掘进……黄河隧道群虽处于不同建设阶段，却共同为济南“携河北跨”发展奠定了坚实的交通基础。

    大河奔流，追光逐梦。黄岗路黄河隧道顺利贯通，将进一步加速济南“拥河发展”，促进黄河南北两岸的经济交流与合作。傍晚时分，我们看到，黄河南岸群楼矗立，灯火通明；黄河北岸，塔吊林立，一片生机。黄河之上一座座彩灯闪烁的大桥和静卧河底的隧道，就像动脉一样为北部崛起输送着无限动能。