探訪中國水下隧道建設先鋒隊

青島膠州灣海底隧道

我國今年首個颱風「海貝思」6月中旬從廣東汕頭登陸，給廣東、福建等地帶來7-8級大風及大暴雨，此時主管水下隧道設計工作的賀維國恰在颱風所過之處——汕頭蘇埃隧道項目的海域，進行相關勘測設計工作。

賀維國，中鐵隧道勘測設計院有限公司 （以下簡稱「中鐵隧道設計院」）副總工程師，其十餘年的隧道勘察設計經驗，已使得他具備足夠能力應對這些海域勘測過程中遇到的暴曬、颱風等惡劣天氣。

「不管勘察條件如何艱苦，我們對隧道項目尤其是水下隧道，都是進行現場設計，以確保對建設條件、環境結構的熟悉，保證設計方案的科學性、嚴謹性和可實施性。」賀維國告訴記者。

近年來，國內作為越江跨海交通的主要方式——橋梁，在其數量不斷攀升的同時，其局限性也慢慢凸顯出來，如受自然環境影響大、佔用土地面積多、影響城市景觀等，而充分利用地下空間的水下隧道，隨著國內技術水平的提高，已進入大發展的提速期。

在向大海、大江、大河水下進軍的隊伍中，賀維國所在中鐵隧道設計院作為水下隧道設計單位，猶如中國水下隧道建設先鋒隊，為人們通往水下世界打開了一扇大門，記者有幸走進這支先鋒隊，看到了其正在為中國繪製的「水下蛟龍」圖。

勇於探索 將立交橋搬到水下

「水下時代」，中鐵隧道設計院充分發揚了隧道人破除經驗主義，勇於探索的創新精神，首次成功將立交橋搬到了水下。

長沙，集「山水洲城」於一體，湘江攜橘子洲、傅家洲將長沙中心城區一分為二，天然形成東西兩大板塊，「過江難，難過江」阻隔著人們的生活空間。

自1972年長沙在湘江上修建第一座橋梁——橘子洲大橋以來，多座大橋逐漸浮於湘江長沙段，但以小汽車為代表的交通出行的快速增長，使得過江過河交通問題仍十分突出，尤以橘子洲大橋、銀盆嶺大橋為甚。

由中鐵隧道設計院承擔設計的營盤路湘江隧道，就位於橘子洲大橋、銀盆嶺大橋中間，2011年10月已正式通車，成為湘江上第一條過江隧道，號稱「湘江第一隧」，抗震設防烈度為7級，防水等級為2級，設計使用壽命為100年，在完全暢通的情況下，從該隧道開車過江僅需3到5分鐘。

通過中鐵隧道設計院對30多個不同節點方案的甄選，700多個日日夜夜精心設計，5000多張施工圖的出版，營盤路湘江隧道的落成打破了「一條隧道兩個口」的傳統隧道設計，除貫穿湘江東西兩岸的雙向4車道主線外，還在東西兩岸各設了一進一出兩條互通匝道，用於車輛分流，在湘江底部形成「水下立交橋」。

「該隧道攻克了不少技術難題，8次穿越湘江大堤，8次穿越斷層破碎帶，施工難度、技術含量、風險係數在目前國內水下礦山法隧道設計和建設過程中極為罕見。」中鐵隧道設計院項目相關負責人表示，項目組在整個設計過程中，始終注重與地方規劃、業主、建設單位等多方聯繫協調，並派有經驗的設計工程師長駐施工現場，針對每一項設計施工環節進行現場配合。

此外，營盤路湘江隧道設計組始終堅持經濟責任與社會責任相統一，在設計各階段都把保持生態環境作為一項基本原則，整個工程為城市節約用地300多畝。在龍王港堤岸段時，為保護王陵公園扇子山文物，施工設計時將西岸主線明挖段向南偏移17米，在方便市民低碳、環保出行的同時，最大限度的保護了長沙「山水洲城」的自然人文景觀。

長沙營盤路湘江隧道這座建於湘江之下的「互通式立交橋」，有效改善了城市土地利用格局和城市地下空間結構開發，也開啟了水下立體空間交通開發的新時代。同樣由中鐵隧道設計院承擔設計的江西南昌紅谷隧道，作為目前國內內河規模最大、最長的沉管隧道預計將於2017年建成運營，可極大緩解南昌市紅谷灘新區與東岸老城區兩岸交通壓力，其對長沙營盤路湘江隧道的水下「互通式立交橋」設計理念進行充分了延展。

攻堅克難 讓百年夢想照進現實

四年半駐紮青島施工現場，以設計配合建設，日夜伏案，攻關科研難題，奔波海內外，尋求最佳借鑑方案，繪就58冊、6000餘張青島膠州灣隧道設計藍圖。中鐵隧道設計院，這一支中國水下隧道建設的先鋒隊，將一個百年夢想，帶進了現實。

2011年6月30日，青島迎來建置120周年紀念日，其跨海重大工程——膠州灣隧道也在這天全線通車試運營，經過近三年、共33個月的通車試運營，該隧道今年上半年以近滿分的成績通過驗收，開始正式運營，成為國內首個通過竣工驗收的海底公路隧道工程，全長7.8公裡，設計為雙向六車道，為世界第三長海底公路隧道。

青島依灣而建，環灣發展，膠州灣，是誕生和滋養了青島的母親灣。青島地區昔稱膠澳，1891年（清光緒十七年）清政府在膠澳設防，青島由此建置。百年青島人民終有一個夢，把膠州灣灣口連起來。膠州灣隧道的通車則徹底改變了百年來「青黃不接」（青島主城和黃島輔城之間因海域阻隔而無法通車）的歷史，使得天涯變咫尺，天塹變通途。

而膠州灣隧道，作為我國開工建設的第一批次海底隧道，在設計施工階段尚無成功經驗借鑑。且據統計，膠州灣隧道所經海域，要穿越五個大的斷裂帶，先後有18條地質斷層橫架在隧道上方，這些斷層之間交叉分割又非常複雜，斷層恰是隧道建設中的巨大障礙。

1993年受青島市建委的委託，中鐵隧道設計院即成立了以院總工程師謝世華設計大師為組長的專家組，開啟了橋隧論證工作，前期論證共歷時10多年。內容涵蓋社會經濟、交通、規劃等資料調查，氣象、水文、地形、工程地質、水文地質以及周邊環境初勘工作，隧道總體工程部署、施工場地、施工組織等內容的現場研究，以及同工程建設單位研討建設資金籌措、經濟評價等內容。

膠州隧灣道工程修建於海底，處於高腐蝕環境中。作為一個百年工程，高腐蝕環境下的結構耐久性設計顯得尤為重要。工程設計階段，設計團隊日夜攻堅，掌握了多項技術的核心與關鍵，邁出了敢為人先的腳步，包括：隧道結構耐久性設計、淺埋超大斷面隧道、斷層破碎帶注漿堵水加固、超前地質預報、防排水、最小覆蓋層厚度25m等。

這支水下先鋒隊精益求精、攻堅克難的工作，帶來了百年工程戰役的全面勝利。截至今年3月底，青島膠州灣隧道已累計通行車輛約2209萬輛次，日均2.28萬輛次，單日最高4.4萬輛次，車流量年自然增長率約20%，且先後經歷了35次7級以上大風，47次雷雨，冰雪天氣15次，迷霧天氣42次……它承受住了這些極端惡劣天氣的考驗，成為惟一一條穿越青島膠州灣的全天候通道。

中國工程院院士錢七虎評價，我國海岸線長達1.8萬公裡，隨著經濟的發展，許多地方都需要修建跨海通道。青島膠州灣海底隧道的建設將為大連到煙臺的渤海灣跨海隧道，連接廣東和海南兩省的瓊州海峽的跨海工程，連接福建和臺灣的臺灣海峽跨海工程等大型海底隧道的修建提供豐富的建設經驗。

發揚隧道精神 鍛造「水下尖兵」

鑽研、探索、掘進——是獨特的「隧道精神」，而中鐵隧道設計院作為水下隧道建設的先鋒隊，正將這一隧道精神，發揚光大並付諸實踐。

鑽研——多項新型工藝國內首次使用。沉管法是國內外成熟的功法，目前我國在建或已建成的沉管法隧道共11個，中鐵隧道設計院參與建設設計的佔半壁江山，其中佛山汾江南路沉管隧道項目，位於珠海水域中上遊，河水在洪水期最高流速達3m/秒，河道航運非常密集，高峰航船100艘/時，巖石開挖量達32萬方，且該隧道是國內最大規模的公路鐵路合建沉管法隧道，為保證工程順利實施，中鐵隧道設計院開展了九個關鍵技術的科研課題研究，並在國內首次採用旁建乾塢方案，乾塢總佔地面積為12.6萬平方米。

同為沉管法隧道，廣州侖頭生物島沉管隧道，根據實地情況，中鐵隧道設計院在世界上首次採用移動乾塢法預製沉管隧道，成功解決了城市建設沉管法隧道場地限制、航道限制以及塢址選擇困難等問題，填補了沉管隧道建設的一項空白。此外在工程二期，國內首次採用水下不擴散混凝土施工二次圍堰，該項工藝已獲國家專利局授權。

探索——中鐵隧道設計院並沒有單純的滿足施工工藝的創新，2013年，歷時16個月的努力，由該院參與主編的《內河沉管法隧道設計、施工及驗收規範》正式頒布，被批准為天津市地方工程建設標準，自2013年11月1日起在天津市實施。

作為國內第一本關於沉管法隧道建設的行業規範，填補了國內該工程領域標準的空白，將進一步使沉管法隧道的建設向著標準化、規範化方向發展，為今後類似工程項目建設提供了依據。「目前東南亞等國外隧道項目，我們也在積極參與，希望能將沉管法隧道建設的地方標準，進一步向國外推廣。」賀國維介紹說。

掘進——在水下隧道方面，除已提及項目，目前中鐵隧道設計院完成了國家「4501工程」—洛陽黃河水下鐵路隧道方案及初步設計；汕頭越海公路沉管隧道方案設計；廣州黃沙～芳村過江隧道、江蘇省長江第二通道、福建平潭海壇海峽海底隧道、松花江江北水源工程佳木斯穿江隧道、濟南市濟濼路黃河隧道等工程可行性研究；忠武輸氣管道城陵磯長江穿越隧道、珠江過江管廊、瓊州海峽跨海通道工程、廈門至金門過海隧道工程、平潭島至福清跨海通道工程、青島膠州灣第二海底隧道、福州烏龍江水下隧道、深廣中通道穿越珠江隧道的方案研究等工作。

此時，由賀維國領頭的項目團隊，仍在蘇埃隧道項目勘測現場，該隧道位於汕頭市海灣大橋和礐石大橋之間，溝通汕頭市南北兩岸主城區，是汕頭市交通路網規劃中4條跨海通道之一。作為國內首座位於8度地震烈度區的海底隧道，蘇埃隧道計劃年底施工，這將成為中鐵隧道設計院的又一「鴻篇巨著」。同時，青島第二條海底隧道工程，連接福建和臺灣的臺灣海峽跨海工程等項目，中鐵隧道設計院都在積極參與跟進中。

連結：

中鐵隧道勘測設計院成立於1978年，2008年3月21日，為適應公司長遠發展需要，中鐵隧道勘測設計院從河南省洛陽市遷址到天津市紅橋區。現有固定員工702人，各類專業技術人員近600人，其中，中國工程院院士、顧問1人，省部級設計大師2人，國家級專家﹑政府津貼享受者﹑教授級高工及高級工程師180餘人，專門從事隧道及地下工程專業的技術人員260餘人，成為國內隧道及地下工程專業技術人員最多的設計院。

作為國內專門從事隧道及地下工程的設計院，中鐵隧道勘測設計院目前已掌握了水下隧道的各種設計工法，包括：礦山法、盾構法、沉管法、TBM法、圍堰明挖法等，是目前我國掌握水下隧道設計工法最多的設計單位。（通訊員 蔣敏）