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山(shan)东省(sheng)青(qing)岛(dao)市胶州湾第二(er)隧道(dao)项(xiang)目总(zong)长度17.48公里，其(qi)中隧道(dao)长14.37公里（海域段9.95公里），这条近万米的海底隧道(dao)建(jian)成后将成为世界上最长的海底道(dao)路隧道(dao)。面对复杂的地质条件、艰苦的工作环境，建(jian)设(she)团(tuan)队发扬工匠精神，钻(zuan)孔勘察(cha)、创新设(she)计、精准施工、智慧管理，全力投入隧道(dao)建(jian)设(she)之中，为保障项(xiang)目建(jian)设(she)顺利开展贡献力量(liang)。
黄(huang)岛(dao)之滨，碧波荡漾；海底深处，设(she)备轰鸣……在这里，山(shan)东省(sheng)青(qing)岛(dao)市胶州湾第二(er)隧道(dao)项(xiang)目（以(yi)下简称(cheng)“二(er)隧”）正(zheng)在紧张建(jian)设(she)中，建(jian)成后将成为世界上长度最长的海底道(dao)路隧道(dao)。
面对复杂的地质条件，二(er)隧工程(cheng)建(jian)设(she)团(tuan)队发扬工匠精神，从(cong)勘察(cha)规划到落(luo)地实施，推动项(xiang)目建(jian)设(she)顺利展开。自(zi)2022年9月主线工程(cheng)全面开工以(yi)来，主线隧道(dao)建(jian)设(she)累计超8.6公里。
近日，记者走进项(xiang)目现场，看隧道(dao)如何穿越海底近万米。
制订(ding)施工方案(an)——
勘察(cha)9年，在海底采取岩芯(xin)总(zong)长度达2.8万米
建(jian)设(she)海底隧道(dao)，遇到的第一个问题是：路线怎么走？
胶州湾范围内有一个活动断(duan)层，称(cheng)为沧口断(duan)裂带，正(zheng)好位于二(er)隧规划路线上。从(cong)哪个位置穿？怎么穿？用什么工程(cheng)方法穿？解决这一系列难题，才(cai)能让(rang)海底隧道(dao)建(jian)设(she)成为可(ke)能。
于是，搞清楚这部分海底地质组(zu)成成为这项(xiang)工程(cheng)最先(xian)需要攻(gong)克的难题。2013年，青(qing)岛(dao)国信胶州湾第二(er)海底隧道(dao)有限公司总(zong)工办高级工程(cheng)师郭永建(jian)从(cong)同济大学土木工程(cheng)博士后工作站出站，成为二(er)隧团(tuan)队第一个博士后，也开始了长达9年的勘察(cha)规划。
“只有搞清楚海底真实情况，工程(cheng)规划、方案(an)设(she)计才(cai)有底气。”郭永建(jian)说(shuo)。他一方面跑遍各大科研院所，另一方面与(yu)勘察(cha)单位中铁大桥勘测(ce)设(she)计院共同组(zu)织海上勘察(cha)。
勘察(cha)需要通过钻(zuan)孔来探测(ce)地质情况，在海上驾驶(shi)钻(zuan)探船进行作业(ye)。2年时间里，郭永建(jian)带领勘察(cha)团(tuan)队钻(zuan)孔237个，在海底采取岩芯(xin)总(zong)长度达2.8万米，为以(yi)后穿越胶州湾的海底工程(cheng)打下了坚实基础。
勘察(cha)结(jie)果发现：二(er)隧海底有大面积花岗岩，其(qi)中辉绿岩岩脉大量(liang)穿插，裂隙多(duo)，部分还有很好的导水(shui)性，地质条件极为复杂，工程(cheng)难度成倍增加。
经过专家(jia)组(zu)反复勘察(cha)，结(jie)合地质勘察(cha)结(jie)果，工程(cheng)方案(an)在安全和经济之间找到了最优解：二(er)隧东岸青(qing)岛(dao)端以(yi)凝灰岩为主，采用盾构法，西岸黄(huang)岛(dao)端以(yi)花岗岩为主，采用钻(zuan)爆法，陆域辅之以(yi)明挖法，进行组(zu)合施工，从(cong)胶州湾东西两岸同时向湾内掘进，最终超大直径盾构与(yu)大断(duan)面钻(zuan)爆法隧道(dao)将在海底对接。
设(she)计新风通道(dao)——
展开数值模拟分析(xi)，提出2.5段通风技术
除了路线设(she)计，还有隧道(dao)通风的难题。作为中铁第四勘察(cha)设(she)计院（以(yi)下简称(cheng)“铁四院”）二(er)隧项(xiang)目设(she)计负责人，孙文昊已经从(cong)事工程(cheng)设(she)计25年，但在面对二(er)隧项(xiang)目时，“找不到可(ke)参(can)照的样本，需要我们自(zi)己蹚出一条新路”。
按照传统设(she)计思路，海底隧道(dao)建(jian)设(she)过程(cheng)中的通风都是利用竖井来实现，通常两端和海中央各有一个，间距五六公里，称(cheng)为三段式通风。但是，这种方法在二(er)隧却行不通：根据(ju)青(qing)岛(dao)市胶州湾保护条例(li)规定，为保护海域生态平衡，不允许在海域内围填海建(jian)设(she)通风井。
“不断(duan)摸索，不断(duan)创新，一定能找到解决方案(an)。”孙文昊说(shuo)，一些超长隧道(dao)顶部都有隔层，但只用于火灾状态排烟，这些排烟道(dao)能否用来日常通风？如果可(ke)行，作为疏(shu)散(san)救援的服(fu)务隧道(dao)是否也可(ke)用于通风？
这个想(xiang)法打开了设(she)计团(tuan)队的思路：利用中间服(fu)务隧道(dao)作为新风通道(dao)送新风进去，在主线隧道(dao)的顶部隔出排烟道(dao)，将污浊空气排出去，形成送排风闭环。
但是，这样的设(she)计方案(an)是否具(ju)有可(ke)行性？为此，铁四院在数值模拟分析(xi)的基础上，在武汉(han)搭建(jian)了几十米长的物理模型进行验证，数据(ju)符合要求。由于这种通风方式在海底设(she)置两座送排风机房(fang)，总(zong)体上介于二(er)段式和三段式通风之间，被称(cheng)为2.5段通风技术，给世界上的超长海底隧道(dao)通风提供了一个崭新的解决方案(an)，这也是铁四院的专利技术。
3年来，设(she)计团(tuan)队完成的隧道(dao)土建(jian)设(she)计图纸达60余册，共5000多(duo)张，摞(luo)到一起有两米高。“机电系统以(yi)及桥梁、房(fang)建(jian)图纸还没出，全部图纸出完得(de)有150多(duo)册。”孙文昊说(shuo)。
开展施工作业(ye)——
一个孔两分钟，两个多(duo)小时能完成整个掌(zhang)子面打孔，偏(pian)差(cha)极小
在胶州湾西岸，从(cong)二(er)隧项(xiang)目黄(huang)岛(dao)段入口进入隧道(dao)，寒气萦绕(rao)，围岩潮湿，地面偶有流水(shui)，这里是钻(zuan)爆法施工现场。钻(zuan)爆法又称(cheng)矿山(shan)法，就是通过钻(zuan)孔、放药、爆破的方法进行施工。
在中铁隧道(dao)局凿岩台车负责人何纪超带领下，记者来到1300米掌(zhang)子面处，此时，洞内已经完全变暗，一面拱形石面堵(du)在前方。
轰鸣声响彻隧道(dao)，耀眼的照明灯打在掌(zhang)子面上，巨型凿岩台车缓(huan)缓(huan)驶(shi)入，停在掌(zhang)子面正(zheng)前方。只见测(ce)量(liang)员扛着全站测(ce)距仪设(she)备进行放样，半小时后，将设(she)计图纸的参(can)数变成施工数据(ju)，用油漆在掌(zhang)子面上画出隧道(dao)轮廓线、中心线和第一排拉槽线。
有了测(ce)量(liang)放样，司钻(zuan)工杜帅登上三臂凿岩台车，熟练操作台车控制杆，5.5米的钻(zuan)杆仿佛他的手臂般灵活。杜帅将钻(zuan)杆瞄准轮廓线上一个点位，不需标识，只听一阵震耳欲聋的“哐哐哐”声后，一个45毫(hao)米直径的钻(zuan)孔不偏(pian)不倚，恰好打在拱顶轮廓线放样点上。“这个过程(cheng)非常考验司钻(zuan)工技术。”何纪超说(shuo)，一个熟练的司钻(zuan)工，需要3年至5年时间才(cai)能培养出来。
杜帅从(cong)事司钻(zuan)工已有10年，如今，他靠眼睛观察(cha)就能找准每个点位，打一个孔两分钟，两个多(duo)小时能完成整个掌(zhang)子面打孔，偏(pian)差(cha)极小。在二(er)隧钻(zuan)爆段，像杜帅这样的司钻(zuan)工超过30人。
应对突发状况——
利用数字(zi)孪生搭建(jian)智慧平台，提示预警信息
二(er)隧基岩以(yi)花岗岩为主，分布着导水(shui)性好的张性裂隙，出水(shui)量(liang)远超其(qi)他海底工程(cheng)。如何应对突涌(yong)水(shui)挑战，是二(er)隧项(xiang)目风险管控的关键，也是项(xiang)目安全管理需要面对的一项(xiang)挑战。
有一回，钻(zuan)爆施工现场，超前水(shui)平探孔显示掌(zhang)子面前方围岩破碎(sui)，出水(shui)量(liang)达到每分钟1000升。二(er)隧项(xiang)目数字(zi)化建(jian)造平台及时显示出水(shui)预警信息，管理团(tuan)队迅速做出处置方案(an)。
不仅在突涌(yong)水(shui)、岩层失稳、坍塌、火灾等灾害中能够及时发出预警信息，二(er)隧项(xiang)目数字(zi)化建(jian)造平台汇集了建(jian)设(she)方、设(she)计方、施工方、监理方、运营(ying)方全部流程(cheng)数据(ju)。早在2020年，二(er)隧公司总(zong)经理李翔便(bian)提出了打造全过程(cheng)、全要素(su)、全数据(ju)在线的数字(zi)建(jian)造平台的目标，利用数字(zi)化、智能化技术手段保障海底隧道(dao)的质量(liang)和安全，让(rang)二(er)隧成为国内首条数字(zi)孪生海底隧道(dao)。
“瞧，现在工作人员的信息和位置都显示在这里。”青(qing)岛(dao)国信胶州湾第二(er)海底隧道(dao)有限公司安全与(yu)风险管理部副(fu)经理张乐打开人员定位模块，数字(zi)模拟的隧道(dao)路线上，人名随着人员定位实时变动。原(yuan)来，项(xiang)目融合了5G融合专网及北斗定位系统，小到安全帽(mao)，大到设(she)备、车辆甚至隧道(dao)等全部进行了智能升级，可(ke)实现现场人员、车辆、装(zhuang)备的实时定位与(yu)监控。
国信集团(tuan)总(zong)工程(cheng)师、二(er)隧公司董事长曲立清说(shuo)：“二(er)隧项(xiang)目致(zhi)力于应用新技术、新工艺、新设(she)备、新材料，全力突破海底隧道(dao)智慧建(jian)造与(yu)施工控制的技术难题。”
■延伸阅读
全流程(cheng)监管，保障工程(cheng)质量(liang)
山(shan)东省(sheng)青(qing)岛(dao)市胶州湾第二(er)隧道(dao)需在胶州湾底穿越近10公里，最深点距海平面115米，地质水(shui)文条件极其(qi)复杂，不仅要穿过活动断(duan)裂带，而(er)且花岗岩中穿插着大量(liang)侵入岩，裂隙多(duo)且有一些导水(shui)性好，工程(cheng)难度成倍增加。
在施工上，二(er)隧采用“盾构法+钻(zuan)爆法+明挖法”组(zu)合施工工法，从(cong)胶州湾东西两岸向中间掘进，并在海底对接；为保护海域生态，创新设(she)计2.5段式通风技术；为解决海底隧道(dao)长距离资(zi)源调配、多(duo)交叉协(xie)同交互、高频率实时反馈的难题，应用数字(zi)孪生技术，创新开发全过程(cheng)、全要素(su)、全数据(ju)在线的数字(zi)建(jian)造平台，利用数字(zi)化、智能化技术手段进行全流程(cheng)监管，保障海底隧道(dao)质量(liang)和安全……