科技日报记者 王延斌
6月22日，随着直径达17.5米的“山河号”盾构机平稳穿越黄河南岸大堤，济南市黄岗路穿黄隧道顺利完成黄河段掘进任务，标志着世界最大直径水下盾构隧道工程建设完成又一重要节点。
济南市黄岗路穿黄隧道项目由济南城市建设集团投资建设、中铁十四局集团承建，该隧道先后下穿黄河两岸大堤、黄河等敏感地区，最深覆土厚度达49.2米，最大水土压力6.3巴，掘进过程中沉降控制要求高，施工难度大。
中铁十四局高级工程师周祥向科技日报记者介绍，黄河水携带着黄土高原的大量沙土，历经岁月的沉淀，河底逐渐堆积起层层厚重的“老黄泥”，颗粒细腻、黏度大、透水率低，部分黄泥在常年挤压下形成宛如硬岩的钙质结核，强度最高可达41兆帕，隧道地层犹如夹杂大量“枣核”的“年糕”。在掘进时，粉质黏土不仅会造成刀盘结泥饼，废浆处理难度也大幅提高，泥浆环流系统控制压力大。此外，钙质结核还会使盾构机刀具磨损增大，导致泥浆泵管堵塞。
该项目团队量身定制了世界在建最大直径泥水平衡盾构机“山河号”，长163米，重达5200吨，最大开挖直径17.5米。周祥表示，为更加有效适应黄河流域特有地层，我们项目团队对盾构机进行了一系列针对性升级优化，通过增大盾构机刀盘开口率并安装大流量中心冲刷系统，有效防止了刀盘结泥饼；通过优化刀具配置，有效应对不规则分布的“钙质结核”，还创新采用“絮凝+提浓+压滤”组合工艺，提高废浆处理能力，每小时处理废浆近600立方米，废浆处理效率提高50%，滤饼含水率降至30%以下。
据悉，“山河号”盾构机进入黄河南岸大堤前覆土深度为37米，进入大堤后覆土深度增大至44米，对刀盘切口压力控制要求极高，维持掌子面稳定难度大。在穿越黄河南岸大堤前，该项目团队对“山河号”盾构机密封保压系统、泥水环流系统、同步注浆系统等全部进行检修保养，确保其以最佳状态迎接挑战。同时，建立地面、地底垂直联动监测机制，实时监控地表沉降。
目前，“山河号”盾构机已顺利完成一级水源保护地沉砂池、黄河北岸大堤、黄河、黄河南岸大堤的穿越，掘进完成1376环、2752米，占盾构隧道总长的83.6%。
（受访者供图）
