上月底正式通車的汕頭海灣隧道，猶如潛行海底的蛟龍，橫亙碧波、氣貫?zāi)媳?，為汕頭內(nèi)海灣兩岸開辟全天候過海新通道。作為 ” 世界級超級工程 “，汕頭海灣隧道的建設(shè)與國內(nèi)其他跨海隧道相比，在施工工藝、施工難度上有哪些差異呢？它的建設(shè)，對于同類型工程建設(shè)有何指導(dǎo)意義呢？記者專訪承建單位——中鐵隧道局集團(tuán)有限公司汕頭海灣隧道項(xiàng)目部工程部部長張文新，一起來聽聽專家的分析。

國內(nèi)首條綜合難度最大的海底隧道

海底隧道，是為了解決橫跨海峽、海灣之間的交通，在不妨礙船舶航運(yùn)的條件下，建造在海底之下供人員及車輛通行的海底下的海洋建筑物。隨著我國施工技術(shù)條件的提升，大家對海底隧道已經(jīng)不陌生。廈門翔安海底隧道是國內(nèi)第一條海底隧道，青島膠州灣隧道是國內(nèi)第二條海底隧道。這兩條海底隧道以及汕頭海灣隧道，均由中鐵隧道局承建。

張文新是汕頭海灣隧道項(xiàng)目部工程部部長，2016 年就來到汕頭參與項(xiàng)目建設(shè)，目前他仍留在汕頭，負(fù)責(zé)項(xiàng)目后續(xù)工作。從事隧道與地下工程建設(shè) 17 余年的他，積累了豐富的隧道施工經(jīng)驗(yàn)。

據(jù)張文新介紹，廈門翔安海底隧道、青島膠州灣海底隧道屬于礦山法隧道，汕頭海灣隧道是盾構(gòu)法隧道，采用的工法完全不同，但難度均屬于世界級難題。

廈門翔安海底隧道全長 8.695 公里，其中海底隧道長 6.05 公里。翔安隧道不僅是我國內(nèi)地第一條大斷面海底隧道，也是第一條由國內(nèi)專家自行設(shè)計的海底隧道，還是世界上第一條大斷面鉆爆法施工的海底公路隧道。對當(dāng)時的建設(shè)者無疑是一個巨大的考驗(yàn)和挑戰(zhàn)。翔安隧道修建時具有三大世界性難題：為世界上覆蓋層最淺的海底隧道，最薄處僅 5.7 米；行車主洞開挖斷面面積達(dá) 170.7 平方米，在世界海底隧道建設(shè)史上尚屬首例，當(dāng)時全世界已建、在建的跨海隧道有 20 多條，都是小斷面；海底隧道所處地層為軟弱圍巖、富水砂層、風(fēng)化槽不良地質(zhì)段規(guī)模之大，坍塌涌水風(fēng)險也為世界罕見。

青島膠州灣隧道線路全長 7.797 公里，其中跨海域段長 4.095 公里，滯后廈門翔安海底隧道 1 年施工，同樣面臨的難題有：隧址區(qū)工程水文地質(zhì)極其復(fù)雜，巖石多達(dá) 22 種，為火成巖多期次侵入接觸，巖體構(gòu)成復(fù)雜多變。海域段穿越 14 條斷裂帶，修建時也是世界上埋深最淺的鉆爆法海底隧道之一，施工中極易發(fā)生坍方、突涌水等災(zāi)害性事故。青島膠州灣隧道也是中國最早開工建設(shè)的海底隧道之一，缺乏海底隧道的設(shè)計、施工規(guī)范和建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。

汕頭海灣隧道是世界首座地處 8 度地震烈度區(qū)的大直徑盾構(gòu)海底隧道，也是國內(nèi)首條采用超大直徑盾構(gòu)穿越復(fù)雜地層、綜合難度最大的海底隧道。盾構(gòu)隧道具有 ” 大、高、硬、淺、險 ” 等特點(diǎn)：” 大 ” 是指采用的泥水盾構(gòu)機(jī)，直徑達(dá) 15.03 米， 屬于超大直徑；” 高 ” 是指隧道處于高地震烈度區(qū)，達(dá)到 8 度；” 硬 ” 是指岸上段孤石和海中基巖段，巖石的強(qiáng)度高；” 淺 ” 是指盾構(gòu)機(jī)上方覆蓋層厚度薄，沒有達(dá)到通常要求的盾構(gòu)機(jī)直徑一倍以上；” 險 ” 是指海灣隧道地質(zhì)復(fù)雜，施工難度大，安全風(fēng)險高，尤其是海灣隧道處于軟硬不均地層，特別是三段長達(dá) 182 米基巖突出段。

” 汕頭海灣隧道須穿越軟硬不均基巖及孤石，綜合難度當(dāng)時在國內(nèi)同類型項(xiàng)目中最高，被譽(yù)為世界級挑戰(zhàn)性工程。斷面越大，里面的地層種類會越多，難度也越大；隧道開挖直徑增大一米或兩米，施工難度可能是成幾何倍數(shù)增加。項(xiàng)目團(tuán)隊通過設(shè)備、技術(shù)的大膽革新，最后直接掘進(jìn)通過基巖段，開創(chuàng)了國內(nèi)乃至世界范圍內(nèi)采用盾構(gòu)機(jī)直接通過基巖的先例，推動了超大直徑盾構(gòu)施工技術(shù)的發(fā)展。” 張文新分析，廈門翔安海底隧道、青島膠州灣海底隧道，以及汕頭海灣隧道都是世界級挑戰(zhàn)工程，而就所處地質(zhì)條件來說，汕頭海灣隧道是三條跨海隧道中地層最復(fù)雜、施工難度最高的。

采取最先進(jìn)隔震減震技術(shù)

張文新告訴記者，雖然三條隧道屬于兩種施工類型，但在工藝工法也有相通之處。比如在超前地質(zhì)預(yù)報方面，原理是相同的，只是采用的設(shè)備和方法有所不同。廈門海底隧道采用當(dāng)今世界最先進(jìn)的 RPD180C 多功能鉆機(jī)，從隧道掌子面進(jìn)行超前探測地質(zhì)情況，確保建設(shè)的每一步都心中有數(shù)。汕頭海灣隧道在盾構(gòu)機(jī)上搭載了先進(jìn)的 SSR 超前地質(zhì)預(yù)報判別系統(tǒng)，并結(jié)合水面超前地質(zhì)勘察綜合判定盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)前方地質(zhì)情況。

汕頭海灣隧道建設(shè)的亮點(diǎn)之一是采用最先進(jìn)的隔震減震技術(shù)。張文新表示，汕頭海灣隧道屬于特長的超大直徑盾構(gòu)海底隧道，隧道位于 8 度地震區(qū)，地震工況對盾構(gòu)隧道震害主要有隧道錯臺、起拱，連接螺栓被剪斷，襯砌開裂、掉落、隧道塌落等危害。

” 汕頭海灣隧道是國內(nèi)首條按 9 度抗震烈度設(shè)防的隧道工程，要求成型隧道在地震荷載作用下環(huán)縫可存在一定張開量同時保證隧道防水。” 張文新介紹道，在抗震、減振技術(shù)研究上，采用 ” 連接加強(qiáng)、誘導(dǎo)變形、集中消能、低模隔振記憶恢復(fù) ” 的總體技術(shù)對策，汕頭海灣隧道首創(chuàng)在地質(zhì)條件變化劇烈處，如花崗巖與中粗砂、花崗巖與淤泥土交界處等設(shè)置了 12 處柔性消能管環(huán)節(jié) – 消能減震節(jié)點(diǎn)（形狀記憶合金棒），采用柔性連接處理一定程度上減小完全剛接的應(yīng)力集中現(xiàn)象。形狀記憶合金具有超彈性的性能，可恢復(fù)應(yīng)變達(dá) 8%，極限應(yīng)變達(dá) 17% 甚至更高。

張文新表示，汕頭海灣隧道的建設(shè)，攻克了孤石群地層掘進(jìn)、高黏度軟土地層掘進(jìn)、長距離淺覆土高水壓掘進(jìn)、海中高強(qiáng)度基巖凸起、淤泥地層帶壓進(jìn)倉等世界級施工難題，創(chuàng)建了 ” 可感、可知、可掘、可穩(wěn) ” 的高地震烈度區(qū)復(fù)雜地層大直徑盾構(gòu)隧道修建關(guān)鍵技術(shù)體系。首創(chuàng)了高烈度地震區(qū)海底超大直徑盾構(gòu)隧道地抗震建造體系，其抗震技術(shù)覆蓋了結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計理念、施工工藝、材料體系、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)等全過程。建設(shè)過程中，創(chuàng)新和開發(fā)形成的多項(xiàng)前沿技術(shù)及施工經(jīng)驗(yàn)，對正在建設(shè)的深圳媽灣隧道及后續(xù)類似工程都具有很好的指導(dǎo)和借鑒意義。引用中國工程院院士周福霖院士評語：” 汕頭海灣隧道建設(shè)中形成的高烈度地震區(qū)海底超大直徑盾構(gòu)隧道地抗震建造體系，對未來中國隧道建設(shè)、世界隧道建設(shè)將起到一個示范作用，對我國未來開工建設(shè)的瓊州海峽隧道、渤海海峽隧道等具有重要的指導(dǎo)意義。”