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逢山開道、遇水架橋，這是以往交通建設(shè)的常規(guī)操作。當遇到浩瀚無際的海洋，怎么辦？正在建設(shè)的深江鐵路珠江口隧道給出了另一個不走尋常路的解決方案――全程水下穿行。

埋置最深 水壓最大

作為“一帶一路”建設(shè)以及全國“八縱八橫”沿海通道的重要組成部分，深江鐵路的建成有利于打造粵港澳大灣區(qū)半小時生活圈、經(jīng)濟圈，深圳的前海自貿(mào)片區(qū)與廣州的南沙自貿(mào)片區(qū)更可實現(xiàn)半小時高鐵互聯(lián)互通。

珠江口隧道是深江鐵路控制性工程，隧道全長13.69公里，海域段長約11.05公里，采用盾構(gòu)、礦山組合工法施工，預(yù)計在2025年建成通車。

實際上，珠江口隧道工程前期開展了長達10年的橋梁、隧道方案論證比選。橋梁方案對于城市規(guī)劃、通航及防洪等方面具有一定的影響。而且，在建設(shè)期，橋墩的施工對海洋環(huán)境具有一定的污染作用；后期運營維護階段，橋梁應(yīng)對海洋環(huán)境及惡劣天氣的抵抗能力較差，運維成本較高。而隧道方案相對更具優(yōu)勢，綜合考慮確定采用隧道方案。據(jù)了解，大灣區(qū)目前有3條在建穿海鐵路隧道，分別為廣湛高鐵湛江灣海底隧道、汕汕鐵路汕頭灣海底隧道和深江鐵路珠江口隧道，其中珠江口隧道長度最長、埋深最大、技術(shù)難度最高。

然而，隧道方案實施起來并不輕松。目前國內(nèi)已建成的最大水下鐵路盾構(gòu)隧道――佛莞城際鐵路獅子洋隧道難度大。更大的埋深、更高的水壓，帶來了更大的挑戰(zhàn)，也蘊藏著更高的風險。目前尚無類似工程相關(guān)案例可參考，一旦出現(xiàn)任何偏差，后果不堪設(shè)想。

珠江口隧道地質(zhì)條件極端復(fù)雜，需要穿越淤泥、軟弱砂層、極硬基巖凸起等多種復(fù)合地層。礦山法段需穿越多處斷層，存在水頭貫通的可能性，在超高水壓作用下，預(yù)加固支護措施也面臨著嚴峻的考驗。不僅如此，巨大的水壓及復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境，對盾構(gòu)機等設(shè)備也提出了更高的要求。

正因為如此，中鐵六院集團隧道院在項目開工前的3年多時間，成立科研攻關(guān)團隊，經(jīng)過多次內(nèi)外部評審，針對工程中所有的重難點以及關(guān)鍵節(jié)點都一一進行了分析以及專項方案設(shè)計，并且在特長海底隧道工法、超高水壓海域盾構(gòu)法隧道外水壓力取值及接縫防水、深厚淤泥地層大直徑盾構(gòu)欠壓始發(fā)、礦山法隧道洞內(nèi)大直徑盾構(gòu)接收及整體拆解等技術(shù)方面取得了多項突破性進展。

水下?lián)Q刀 海中對接

現(xiàn)場施工分3個工區(qū)，分別是虎門工區(qū)、南沙工區(qū)及萬頃沙工區(qū)。目前，虎門工區(qū)和萬頃沙工區(qū)正在進行盾構(gòu)始發(fā)井圍護結(jié)構(gòu)的施工，南沙工區(qū)則是在進行輔助斜井的施工?！辟R維國表示，自去年7月2日項目開工以來，3個工區(qū)施工已全面展開。

據(jù)介紹，珠江口隧道虎門工區(qū)和萬頃沙工區(qū)明挖段基底，均位于大面積深厚淤泥層中，壓縮性高、承載力低，施工過程中基坑變形控制難度大。為了確保后期高速鐵路運營時的安全，在設(shè)計方案中重點考慮了沉降要求控制，制定了高精度的指標要求。進入施工階段以來，中鐵六院集團隧道院項目部通過加強配合施工、積極參與現(xiàn)場方案討論、及時回復(fù)施工單位疑問等方式，為工程建設(shè)保駕護航。

按照設(shè)計方案，待盾構(gòu)始發(fā)井完工后，兩臺大直徑盾構(gòu)機將分別從東莞虎門及廣州萬頃沙始發(fā)相向掘進。這就意味著，盾構(gòu)機必須在高水壓下不良地質(zhì)段進行磨損刀具的更換。這無異于在水中打開了一扇窗戶，安全風險極大。對此，設(shè)計上要求采用更可靠的常壓刀盤+氣墊模式換刀技術(shù)。同時，對于掘進極高風險地段，在盾構(gòu)機上還將配置相應(yīng)超前地質(zhì)探測手段，對前方地層進行預(yù)測分析，實現(xiàn)一機多能。

解決了水下?lián)Q刀的問題，還有一塊更難啃的骨頭在后面。作為礦山、盾構(gòu)組合工法海底隧道，盾構(gòu)機未來將在海中擴大硐室內(nèi)完成接收及拆解。對此，盾構(gòu)機長距離掘進后，必須精準在海中擴大硐室實現(xiàn)對接，這猶如在大海中穿針引線，不僅在設(shè)計時要考慮足夠預(yù)留量，對盾構(gòu)機掘進過程中的動態(tài)控制要求也極為苛刻。同時，在盾構(gòu)接收中還必須確保零滲水的要求。

新工藝 新材料 新技術(shù)

除了在設(shè)計方案中嚴格把關(guān)，新工藝、新材料、新技術(shù)的運用也成為了珠江口隧道的一大亮點。

眾所周知，海洋是氯離子的主要來源，而氯離子會滲透到混凝土內(nèi)部對鋼筋表面的鈍化膜進行破壞，最終導(dǎo)致鋼筋銹蝕，造成鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)性能劣化，最終影響到結(jié)構(gòu)的使用壽命。

為解決這一問題，中鐵六院集團隧道院在設(shè)計中采用了浸入型硅烷浸漬材料來加強混凝土管片的抗侵蝕作用，通過利用硅烷材料的小分子結(jié)構(gòu)，將有機硅分子牢固地附著在管片混凝土表面和毛細孔道中，形成一層致密的保護層。這同時也避免了常規(guī)外防腐材料在管片拼裝時受到盾尾刷對其產(chǎn)生的破壞問題。

據(jù)介紹，在設(shè)計方案過程中，不僅要考慮結(jié)構(gòu)自身的防腐措施，結(jié)構(gòu)接縫處的防腐設(shè)計也至關(guān)重要，在管片接縫處，我們采用了兩道三元乙丙橡膠彈性密封墊設(shè)計，增強了抗水壓效果，以保證隧道的壽命安全。

業(yè)內(nèi)專家認為，珠江口隧道工程具有“組合工法技術(shù)難度大、極端地層盾構(gòu)掘進長、淤泥環(huán)境施工風險高、防災(zāi)疏散組織救援難、世界級高水壓無案例”的特點，項目建成將打造一個世界級的超級工程，更為世界海底隧道工程技術(shù)提供獨特的樣本和寶貴的經(jīng)驗。