據(jù)介紹，長江隧道工程一直被業(yè)界視為一道世界級難題，兩臺直徑達(dá)14.93米的世界超大級盾構(gòu)機(jī)要在江底埋深60米處穿越，而且地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適用現(xiàn)有水下工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，也沒有可以借鑒的成功經(jīng)驗。
難題當(dāng)前。市委、市政府提出了“百年大計、質(zhì)量第一，以人為本、安全第一”的建設(shè)要求，批準(zhǔn)了發(fā)改委牽頭成立長江隧道辦，市各有關(guān)部門參加，負(fù)責(zé)工程從概念方案到建成通車的全過程“保姆式服務(wù)”。
工程啟動伊始，長江隧道辦提出在工程設(shè)計階段就要嚴(yán)控風(fēng)險，并創(chuàng)造性地提出了“雙設(shè)計”方案，由國內(nèi)地下工程領(lǐng)域最具實力的設(shè)計單位鐵道第四勘察設(shè)計院和上海隧道工程軌道交通設(shè)計院“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手”，鐵四院承擔(dān)工程設(shè)計，上海隧道院承擔(dān)“挑刺”和施工圖審查。
隧道前期辦一負(fù)責(zé)人介紹，鐵四院此前對長江南京段進(jìn)行了10多年的研究，掌握了大量資料，而上海隧道院主持過多個黃浦江江底工程設(shè)計，具有豐富的實戰(zhàn)經(jīng)驗，他們配合可謂天作之合。
在長江隧道盾構(gòu)機(jī)始發(fā)井設(shè)計時，上海隧道院提出，由于長江水位存在漲跌起伏，工程段距江堤近、江水滲透壓力高，需要調(diào)整施工混凝土參數(shù)。這一意見很快被采納，重新制定了方案。正是通過兩家設(shè)計單位的反復(fù)溝通，確保了設(shè)計的高質(zhì)量，從而保障了江蘇第一大深基坑工作井——江北盾構(gòu)工作井順利建成。在整個工程設(shè)計階段，針對鐵四院設(shè)計的上萬張圖紙，上海隧道院提出的優(yōu)化設(shè)計咨詢意見近千條，其中95%以上被鐵四院采納到設(shè)計之中。
借助“外腦”，預(yù)演工程，消除重大隱患
“在盾構(gòu)機(jī)尚未始發(fā)前，我們就知道，盾構(gòu)機(jī)向江底掘進(jìn)18米后會出現(xiàn)下沉現(xiàn)象?！遍L江隧道辦一負(fù)責(zé)人說。
這不是經(jīng)驗，更不是先知先覺。面對這一道世界級難題，隧道協(xié)調(diào)辦創(chuàng)新思維，提出借助超級計算機(jī)測算工程“險關(guān)”，用現(xiàn)代化“外腦”真實預(yù)演施工過程。這一方案被南京長江隧道公司積極采納。果然，這臺總重4000噸，最前端“刀盤”重達(dá)400噸的盾構(gòu)機(jī)模擬前進(jìn)18米后出現(xiàn)了“頭重腳輕”現(xiàn)象，導(dǎo)致前進(jìn)路線出現(xiàn)偏差。這種現(xiàn)象如果真實發(fā)生后果不堪設(shè)想。由于采取了有效措施，盾構(gòu)機(jī)前進(jìn)過程可能出現(xiàn)的“頭重腳輕”隱患被提前消除。
提前模擬，消除隱患的做法，在長江隧道工程中并不是個例。
一位專家說，利用超級計算機(jī)三維數(shù)值仿真研究，把盾構(gòu)施工環(huán)境和施工掘進(jìn)參數(shù)輸入電子計算機(jī)，用超級計算機(jī)對整個施工過程進(jìn)行計算機(jī)模擬，相當(dāng)于對整個施工過程在計算機(jī)中進(jìn)行了一次彩排。這項高新技術(shù)的應(yīng)用在國內(nèi)和國際上都具有領(lǐng)先地位。
創(chuàng)新不斷，破解難題，工程穩(wěn)步推進(jìn)
長江隧道工程有一支豪華的技術(shù)顧問隊伍，其中不僅有包括國際巖土協(xié)會副主席、亞洲巖土協(xié)會主席錢七虎在內(nèi)的6位院士，還有80多位不同領(lǐng)域的專家。
參與制定盾構(gòu)始發(fā)方案的一位專家說，盾構(gòu)機(jī)始發(fā)是世界級難題。他打了個比方，“老鼠往地下打個洞對地面影響不大，可蚯蚓在淺土層穿行就會使地面隆起。盾構(gòu)機(jī)是條直徑14.93米的‘巨型蚯蚓’，始發(fā)處覆土層最薄的地方只有6米，搞不好就會把土層拱翻了，后果不堪設(shè)想?！?
“如履薄冰，如臨深淵?！卞X七虎說，他是在這種心境下領(lǐng)導(dǎo)專家組對盾構(gòu)機(jī)始發(fā)方案進(jìn)行評審的。
專家組一位成員說，長江隧道施工方案給他留下的最深印象就是“創(chuàng)新”。
為始發(fā)洞口戴上“安全帽”就是一大創(chuàng)新。所謂“安全帽”，就是通過高壓旋噴樁，對洞口進(jìn)深18米的覆土層進(jìn)行全方位攪動，并在土層泥沙中混入水泥，凝固成混凝土。這就相當(dāng)于在洞口上方壓了一個又大又重的“帽子”，確保盾構(gòu)機(jī)穿越時不會把土層拱翻。
為覆土層砌一道“冰門”是解題招數(shù)之二。專家解釋，所謂“冰門”，就是在洞口上方插入一根根鋼管，通過冷凝設(shè)備將零下30℃的鹽水通過鋼管不斷循環(huán)（鹽水冰點低，不會凝固），使四周土層凍結(jié)。這相當(dāng)于在入口覆土層中安插了一道厚厚的門，確保施工安全。
據(jù)介紹，上述兩招只是長江隧道盾構(gòu)機(jī)始發(fā)方案的一小部分內(nèi)容，而破解這道世界級難題的全套方案多達(dá)數(shù)百頁。
據(jù)悉，今年5月前后，第二臺盾構(gòu)機(jī)也將開始試掘進(jìn)。
