上海長江隧橋工程自開工起，就因其“長、大、深”的特點(diǎn)，吸引著業(yè)界同行的目光。長——盾構(gòu)一次性掘進(jìn)距離長達(dá)7.5公里，世界上絕無僅有；大——兩臺(tái)超大盾構(gòu)直徑達(dá)15.43米，堪稱世界之最；深——江底高水壓施工，最深處覆土達(dá)55米。而今，5年不到，所有世界性難題都已迎刃而解。
在國家863計(jì)劃和上海市科委“登山計(jì)劃”支持下，上海長江隧道向隧道工程領(lǐng)域的若干前沿課題發(fā)起挑戰(zhàn)，共申請28項(xiàng)專利和8項(xiàng)軟件著作權(quán)，編制了14項(xiàng)施工指南和工法。
精準(zhǔn)：五層樓高的盾構(gòu)機(jī)一次“走”完7.5公里
很難想象，在水文、地質(zhì)條件異常復(fù)雜的長江底，五層樓高的“巨無霸”盾構(gòu)機(jī)承受著巨大水壓，竟然一次“走”完了7.5公里。更難以置信的是，貫通后的整條隧道高度誤差不超過2厘米，水平誤差小于2.7厘米。如此精準(zhǔn)的水下穿越是如何做到的？
據(jù)了解，科研人員事先在兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)上安裝了大量傳感器，施工時(shí)，邊“走”邊看邊校正。在三維軸線控制系統(tǒng)的嚴(yán)密“督戰(zhàn)”下，“巨無霸”的行走路線幾近筆直。國家863項(xiàng)目“超大特長越江盾構(gòu)隧道關(guān)鍵技術(shù)研究”課題組副組長、同濟(jì)大學(xué)常務(wù)副校長李永盛教授告訴記者，此前，國內(nèi)盾構(gòu)一次掘進(jìn)距離一般約為2公里。長江隧道7.5公里盾構(gòu)究竟是“一路不停站”還是“中途歇一腳”，也曾幾經(jīng)論證?？紤]到此次施工暴露面大，且土層極度不穩(wěn)定，越停可能沉降越大、阻力越大，最終決定一氣呵成。
長江隧道橫穿長江口深水航道，頭頂一江水，最深處的埋深達(dá)55米。這條直徑達(dá)15米的“巨龍”，可預(yù)制、拼裝“龍身”的工序卻比繡花還精細(xì)。據(jù)介紹，整條隧道由4000多環(huán)2米寬的混凝土環(huán)組成，每環(huán)隧道則由10塊楔形管片拼裝而成。為保證每一環(huán)都能拼成一個(gè)完美正圓，10塊管片的大小、形狀均不完全一樣，寬度控制在1.98米到2.02米之間，制作誤差必須小于0.5毫米。
精心：隧道分“三層樓”和“五間房”讓汽車和地鐵并駕齊驅(qū)
上海長江隧橋建設(shè)發(fā)展有限公司副總經(jīng)理劉千偉向記者展示了一幅隧道剖面圖，13.7米內(nèi)徑的圓形隧道被巧妙分隔為“三層樓”（三層結(jié)構(gòu)）和“五間房”（五個(gè)不同的功能區(qū)域）：上層，是用于火災(zāi)排煙的通風(fēng)道；中間層，三條5.2米高的汽車道寬敞而明亮；下層，被一切為三，中間為規(guī)劃中的地鐵19號(hào)線預(yù)留出軌道空間，左側(cè)是疏散通道，右側(cè)為電纜通道。
如此精心設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，被業(yè)界評價(jià)為“最有效的空間利用形式”，省去了另行開掘軌道交通隧道的資源，節(jié)約施工費(fèi)用約10億元。
隧道施工過程中，類似的“斤斤計(jì)較”隨處可見。比如，兩臺(tái)泥水平衡盾構(gòu)機(jī)每向前挪一步，都需消耗一定量的支護(hù)泥水，而同時(shí)盾頭處的刀盤又會(huì)掘出大量成分復(fù)雜的江心底泥。能否將前一米挖出的厚漿“稀釋”成后一米推進(jìn)用的薄漿？施工人員圍著爛泥堆冥思苦想。終于，課題組開發(fā)出一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效環(huán)保型泥水處理系統(tǒng)，成功解決了黏土地層超細(xì)顆粒分離難題，使盾構(gòu)泥水回收率超過80%。
安全：“八橫二十六縱”逃生系統(tǒng)科學(xué)引導(dǎo)疏散
看似不夠用的隧道空間，卻為應(yīng)對突發(fā)事件預(yù)留了足夠多的逃生空間。在上行與下行兩條隧道之間，每隔830米就留有一條長15米、寬1.8米的橫向逃生通道，全程共有8條；而在每條隧道的公路層與軌道交通層之間，每隔260米設(shè)有一條疏散樓梯，全程共有26條，所有逃生口都畫有醒目的“括號(hào)”。
如此“8橫26縱”的立體逃生系統(tǒng)，在現(xiàn)有隧道布局中實(shí)為罕見。一旦隧道內(nèi)有事故發(fā)生，50米一處的智能疏散標(biāo)識(shí)會(huì)通過箭頭自動(dòng)告訴駕駛員和乘客，向左還是向右跑，能最快到達(dá)逃生口。萬一發(fā)生火災(zāi)，著火點(diǎn)前后的3個(gè)排煙點(diǎn)會(huì)自動(dòng)打開，迅速把煙霧吸入，盡可能減小乘客中毒、窒息的危險(xiǎn)。
兼顧安全和舒適，全長8.95公里的隧道設(shè)計(jì)處處以人為本。在進(jìn)出隧道的幾秒鐘內(nèi)，駕駛員總會(huì)因光線的忽暗忽亮而感覺不適，此時(shí)幾盞光線接近太陽光的高壓鈉燈可減輕類似的“黑洞”和“白洞”效應(yīng)；隧道內(nèi)，LED光源的亮度可根據(jù)外部光線變化而適當(dāng)調(diào)節(jié)；為緩解視覺疲勞，隧道的腰線顏色被一分為二：前半藍(lán)色，后半綠色，據(jù)測算，種種人性化設(shè)計(jì)可使長江隧道的交通事故發(fā)生率降低20%到30%。
在國家863計(jì)劃和上海市科委“登山計(jì)劃”支持下，上海長江隧道向隧道工程領(lǐng)域的若干前沿課題發(fā)起挑戰(zhàn)，共申請28項(xiàng)專利和8項(xiàng)軟件著作權(quán)，編制了14項(xiàng)施工指南和工法。
精準(zhǔn)：五層樓高的盾構(gòu)機(jī)一次“走”完7.5公里
很難想象，在水文、地質(zhì)條件異常復(fù)雜的長江底，五層樓高的“巨無霸”盾構(gòu)機(jī)承受著巨大水壓，竟然一次“走”完了7.5公里。更難以置信的是，貫通后的整條隧道高度誤差不超過2厘米，水平誤差小于2.7厘米。如此精準(zhǔn)的水下穿越是如何做到的？
據(jù)了解，科研人員事先在兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)上安裝了大量傳感器，施工時(shí)，邊“走”邊看邊校正。在三維軸線控制系統(tǒng)的嚴(yán)密“督戰(zhàn)”下，“巨無霸”的行走路線幾近筆直。國家863項(xiàng)目“超大特長越江盾構(gòu)隧道關(guān)鍵技術(shù)研究”課題組副組長、同濟(jì)大學(xué)常務(wù)副校長李永盛教授告訴記者，此前，國內(nèi)盾構(gòu)一次掘進(jìn)距離一般約為2公里。長江隧道7.5公里盾構(gòu)究竟是“一路不停站”還是“中途歇一腳”，也曾幾經(jīng)論證?？紤]到此次施工暴露面大，且土層極度不穩(wěn)定，越停可能沉降越大、阻力越大，最終決定一氣呵成。
長江隧道橫穿長江口深水航道，頭頂一江水，最深處的埋深達(dá)55米。這條直徑達(dá)15米的“巨龍”，可預(yù)制、拼裝“龍身”的工序卻比繡花還精細(xì)。據(jù)介紹，整條隧道由4000多環(huán)2米寬的混凝土環(huán)組成，每環(huán)隧道則由10塊楔形管片拼裝而成。為保證每一環(huán)都能拼成一個(gè)完美正圓，10塊管片的大小、形狀均不完全一樣，寬度控制在1.98米到2.02米之間，制作誤差必須小于0.5毫米。
精心：隧道分“三層樓”和“五間房”讓汽車和地鐵并駕齊驅(qū)
上海長江隧橋建設(shè)發(fā)展有限公司副總經(jīng)理劉千偉向記者展示了一幅隧道剖面圖，13.7米內(nèi)徑的圓形隧道被巧妙分隔為“三層樓”（三層結(jié)構(gòu)）和“五間房”（五個(gè)不同的功能區(qū)域）：上層，是用于火災(zāi)排煙的通風(fēng)道；中間層，三條5.2米高的汽車道寬敞而明亮；下層，被一切為三，中間為規(guī)劃中的地鐵19號(hào)線預(yù)留出軌道空間，左側(cè)是疏散通道，右側(cè)為電纜通道。
如此精心設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)，被業(yè)界評價(jià)為“最有效的空間利用形式”，省去了另行開掘軌道交通隧道的資源，節(jié)約施工費(fèi)用約10億元。
隧道施工過程中，類似的“斤斤計(jì)較”隨處可見。比如，兩臺(tái)泥水平衡盾構(gòu)機(jī)每向前挪一步，都需消耗一定量的支護(hù)泥水，而同時(shí)盾頭處的刀盤又會(huì)掘出大量成分復(fù)雜的江心底泥。能否將前一米挖出的厚漿“稀釋”成后一米推進(jìn)用的薄漿？施工人員圍著爛泥堆冥思苦想。終于，課題組開發(fā)出一套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高效環(huán)保型泥水處理系統(tǒng)，成功解決了黏土地層超細(xì)顆粒分離難題，使盾構(gòu)泥水回收率超過80%。
安全：“八橫二十六縱”逃生系統(tǒng)科學(xué)引導(dǎo)疏散
看似不夠用的隧道空間，卻為應(yīng)對突發(fā)事件預(yù)留了足夠多的逃生空間。在上行與下行兩條隧道之間，每隔830米就留有一條長15米、寬1.8米的橫向逃生通道，全程共有8條；而在每條隧道的公路層與軌道交通層之間，每隔260米設(shè)有一條疏散樓梯，全程共有26條，所有逃生口都畫有醒目的“括號(hào)”。
如此“8橫26縱”的立體逃生系統(tǒng)，在現(xiàn)有隧道布局中實(shí)為罕見。一旦隧道內(nèi)有事故發(fā)生，50米一處的智能疏散標(biāo)識(shí)會(huì)通過箭頭自動(dòng)告訴駕駛員和乘客，向左還是向右跑，能最快到達(dá)逃生口。萬一發(fā)生火災(zāi)，著火點(diǎn)前后的3個(gè)排煙點(diǎn)會(huì)自動(dòng)打開，迅速把煙霧吸入，盡可能減小乘客中毒、窒息的危險(xiǎn)。
兼顧安全和舒適，全長8.95公里的隧道設(shè)計(jì)處處以人為本。在進(jìn)出隧道的幾秒鐘內(nèi)，駕駛員總會(huì)因光線的忽暗忽亮而感覺不適，此時(shí)幾盞光線接近太陽光的高壓鈉燈可減輕類似的“黑洞”和“白洞”效應(yīng)；隧道內(nèi)，LED光源的亮度可根據(jù)外部光線變化而適當(dāng)調(diào)節(jié)；為緩解視覺疲勞，隧道的腰線顏色被一分為二：前半藍(lán)色，后半綠色，據(jù)測算，種種人性化設(shè)計(jì)可使長江隧道的交通事故發(fā)生率降低20%到30%。
