長江下的穿越

李澤旭　潘文龍　陸　政

長江隧道工程以“長、大、深”著稱。在多項“世界之最”光環背后，其風險之多也是前所未有的，隧道建設者面對的是一個又一個未知和挑戰。

1300年大浪淘沙、海潮推擁，長江以驚人的自然之力造就了崇明島。崇明島因水而生，也為水所困。面對隔江相望的人氣和財富，跨越長江成為歷代崇明人的千年夢想。為實現上海的經濟再次騰飛，加快崇明三島建設，強化長江三角洲經濟聯動，2004年12月28日，貫穿崇明三島和上海陸域的崇明越江通道——上海長江隧橋工程正式啟動。

近日，長江隧道工程全部貫通。然而，月余前的“收官之戰”仍歷歷在目。

自西向東穿越大半個上海，近2個小時的興奮與期待的行程過后，上海長江隧橋工程的重要環節，由上海隧道工程股份有限公司承建的上海長江隧道工地展現在我們面前。

深度

“安全第一、質量創優、穩步推進、好上加好”和“建工程精品、育人才精品、塑品牌精品”，還未進隧道，大幅標語便展現在我們的面前。

“上海長江隧道從浦東五號溝出發，止于長興島，總長約8.9公里。”在凌宇峰的介紹聲中，車子從五號溝一側進入隧道，面前的是平整寬闊的三車道。

凌宇峰，上海隧道工程股份有限公司長江隧道項目常務副經理。這位1993年7月畢業于上海工業大學，同年進入隧道股份第一分公司的隧道人，是從最基層的施工班組長一步一步成長起來的，今年才37歲。

個子不高，留著平頭，卻干練、精明、強干，一口上海口音的常務副經理凌宇峰，先后參與了大連路越江隧道、延安東路復線隧道、地鐵二號線多個區間隧道、翔殷路越江隧道、外高橋二期取水隧道工程等重大工程的建設。先后獲得過隧道股份“希望之星”、 “城建集團記功個人”、上海市重大工程立功競賽“建設功臣”等榮譽稱號。他組織技術人員編寫的《上海長江隧道圓隧道施工投標技術方案》，一舉通過業主組織的專家評審。

行駛在空蕩蕩的隧道內，又高又寬的凈空間內沒有一點壓抑的感覺，遠處深邃的隧道深處內不斷傳來施工機械的轟鳴聲。

凌宇峰介紹，2006年9月23日，經過隧道人沒日沒夜的連續作戰，從調試、分解、現場下井到調試安裝，世界最大的總長134米的“長江一號”盾構率先向長興島出發。2007年1月6日，擔負下行線隧道掘進任務的“長江二號”盾構又開始入土掘進。兩臺直徑達15.43米的世界最大的盾構“雙龍過江”兩線并進，隧道股份在盾構施工史中，鑄造著引領中國軟土隧道施工技術發展的里程碑。遠遠大于從前軟土公路隧道盾構機11至14米的直徑，開挖斷面面積和配套工作量更是呈幾何級數增長。260多萬方的開挖土方量，相當于上海市全部越江隧道工程的總土方量，或者上海迄今為止所有地鐵隧道工程50%的開挖量；還有7萬多塊、每塊重達十多噸的鋼筋混凝土管片的精確定位，43萬多根高強度螺栓的緊固連接。如此大規模的隧道建設也相應帶來了“超大直徑盾構開挖面的穩定”、“大直徑隧道通用楔形管片錯縫拼裝”、“大斷面隧道施工期間的穩定”等高難度課題。長江隧道深入南港水域下最深處深達55米，這一施工紀錄也實現了隧道股份新的自我超越。

上海長江隧道分為上下兩層，上層為高速公路層，采用并行雙管雙向六車道；下層為九號線軌道交通層，連接松江與崇明。隧道內設計車輛最高行駛速度每小時80公里，投入使用后高峰期每小時通行車輛可達6000輛。

這些驚人的成績是如何創造出來的？

工程項目管理部黨支部書記姚巍自豪地說：“我們有一支經歷過嚴峻考驗、奮發有為的堅強團隊。團隊中，有運籌帷幄的工程指揮大將，有朝氣蓬勃的青年骨干，有精明強干的現場管理，有勤勤懇懇的‘當家人，更有技術一流的‘老法師。他們都是隧道的好漢、精英和棟梁。”

正說著，后面響起一陣鳴笛聲，只見兩片摞在一起的巨大管片從我們的身旁“駛”過，透過車前風擋玻璃我們驚奇地發現被巨大管片完全覆蓋在下面的一輛奇怪的運輸車上，兩個車頭被覆蓋在一整塊平板下，僅有1米多高。

“這是隧道股份為長江隧道工程特制的雙頭運輸車，不占空間，不需要掉頭，適合隧道內施工特點。它可是大力士，別看它矮小，它上面運的可是總重量32噸的兩片管片。”凌宇峰說。

邊走邊看，十幾分鐘后我們進入了隧道7公里深處，134米長的巨龍展現在我們面前，隧道建設者在盾構剛剛開掘出的5層樓高，大車間一樣空間內，頂著三十幾度高溫有秩序分段、分步驟忙碌著。

“前面還有200米就打通了，5月末，右側的隧道已經打通，再用不到一個月時間，長江隧道工程就將全部貫通，歷時三年的深度作業帶來隧道人巨大的喜悅，同時帶來的是一個上海深度。”凌宇峰激動地說，“這里離上面長興島地面只有13米多，上面的民房是上世紀８０年代的老建筑，質量很差，震動稍大就會產生危險。施工中要不斷密切監控民房沉降量，這可是長江隧道工程最后的危險與挑戰。”

穿越

長江隧道工程以“長、大、深”著稱，“長”——盾構一次性掘進距離長達7.5公里，在世界上是絕無僅有的；“大”——所采用的兩臺超大盾構的直徑達15.43米，堪稱世界之最；“深”——大部分施工要在江底完成，而最深的埋設深度將達到55米。在多項“世界之最”光環的背后，長江隧道工程風險之多也是前所未有的，這是一個長江下的穿越，更是隧道人不斷尋求新突破的一次穿越。

面對著一個又一個未知和挑戰，隧道股份建設者在歷經4年的施工過程中，在平均４０多米深的長江江底創造出單日單條隧道最快推進26米的新紀錄、單條隧道每周最高拼裝71環（142米）、兩條隧道每周最高拼裝133環（266米）、單條隧道每月最高拼裝278環（556米）、兩條隧道每月最高拼裝516環（1032米）的一個又一個施工建設奇跡！

134米長盾構尾部的掉頭平臺上，一臺大型運輸車在吊裝機將車上重達20噸的口字件吊起后，在狹小的空間內輕松一個掉頭，空車返出隧道。吊裝機平穩地將口字件運送前面安裝到位。

口字件是隧道內的一個關鍵部件，這個底部略微有弧度的非標準正方形預制構件內部就是地鐵的通道，安裝在隧道底部的口字件連接在一起與上面的路面封閉成管線通道、逃生通道、地鐵通道3個下層空間。

為了解決長距離盾構推進中的運輸問題，同時縮短內部結構的施工工期，在盾構推進的同時，進行口字型構件的安裝，解決管片及其他材料的運輸，兩側路面板也隨后進行澆筑，同時解決了運輸及后續結構施工的問題，這被稱之為同步施工法。

長長的“車間”內各類指示燈閃爍不停，兩側墻壁上紅色的泥漿管與綠色的水管發出嘩啦啦的聲響。沿著側面樓梯，通過百余米長的車架通道，我們來到盾構靠前的心臟部位——監控室。在長江隧道最引人矚目的新星當數最新引進的PLC盾構推進程序實時控制系統，它把智能化信息技術與先進的盾構推進技術緊密結合，建立一套綜合的智能應用系統，對盾構推進過程的所有記錄信息進行處理、分析，自動生成報告、質量評定分析報告等。所有信息均可上網，為指揮調度和技術管理人員提供決策支持。另外該系統具有故障自動診斷功能，作業人員可以方便、直觀地進行監控和調整，在推進的全過程建立了集視頻、監測、控制、調度和管理于一體的計算機綜合監控系統。

從監控室向前不遠，一個有5層樓高的圓盾型結構堵在面前，這就是盾構的最前端。前方最外面我們視線已無法觸及到的刀盤的旋轉掘進，挖掘隧道面的土石等物質進入盾內部的挖掘腔，小尺寸的顆粒大部分溶解在工作腔的膨潤土中，大尺寸的工作顆粒沉入底層，由兩個攪拌機和移動沖洗噴嘴進行移動沖洗處理，再通過泥路管和運輸泵將廢料運輸出去。

3年內，在地下一次性掘進7.5公里，“盾”內的部件壞了無疑是不能通過將盾構從地下取出來進行維修的。凌宇峰告訴我們，盾構在設計制造和使用上就考慮了這個問題，盡最大努力避免大維修的出現。而刀盤上的“牙齒”——刀頭是易損件，要及時進行更換。為此，刀頭內在一定部位安置了報警觸點，一旦磨損到這個部位，報警發出，維修人員可通過內“盾”內側的檢修口進去更換刀頭。

凌宇峰和他的同事就像愛護自己的孩子一樣呵護著在江下穿越的盾構，盾構機有1萬多個零件，在推進的過程中總會出現這樣或那樣的問題，就是沒有大毛病，也天天有小故障。盾構機需要在運行中維修保養，無論是千斤頂的整修，皮帶機的改裝，還是電器設備的更換、檢查。

在凌宇峰的同事解讀凌宇峰的過程中，一陣機械摩擦的聲音傳來，“盾”后端的管片拼裝區間內，預制好的管片由管片運輸機運進了進來，由拼裝機起吊安裝在剛剛推進出來的環形壁上，管片安裝位置精確到了毫米。一環10片管片逐個安裝完畢并由液壓千斤頂定位，隨后安裝人員對管片完成螺栓連接，并將封頂塊由前面插入，完成管片拼環。盾構機就這樣在掘進——拼環——再掘進的重復中持續前行。

管片環環相扣后將進行同步注漿，在內部結構未施工前，管片容易產生上浮，大直徑管片上浮的現象尤為明顯。上浮將影響隧道線型，使管片受力不均勻產生裂縫，不利周邊環境保護。為了充填隧道襯砌與外圍土體間的空隙和阻擋泥水后竄機理，確保成環管片的穩定，在盾構推進施工過程中同步注入漿液，以確保隧道穩定性，并解決大直徑管片上浮問題。

隧道股份以國家“863”課題《超大特長越江盾構隧道關鍵技術研究》為主導，在工程中推進了一系列重大科研項目的實施，取得了《超大直徑、超長距離隧道盾構推進技術研究》、《上海長江隧道襯切結構整環試驗研究》、《超大直徑泥水盾構隧道施工抗浮技術》、《超長距離泥水盾構泥水處理技術研究》、《高水壓、大斷面、長距離推進盾構機部件檢測、檢修及更換技術》等多項科研成果，多次獲得QC成果一等獎。

“兩條隧道后期沉降均只有1～2毫米，可抵抗7級地震，是一個百年的穿越工程。”凌宇峰自豪地說。

安全

從浦東五號溝方向進入長江隧道不遠，突然眼前一亮，200米的路段內藍色頂部與兩側彩鋼板在白色節能燈的照射下令人不覺中振奮起來。

“這是一個示范段，為避免駕駛員在8.9公里的隧道內長距離行車過程中的視覺疲勞，其藍頂白壁的內飾方案中，每隔一定距離便會增加一些裝飾圖案。這既可作為連接通道等設施的提示符號，又能避免駕駛員‘犯困。”凌宇峰解釋說，“不過，其內部究竟使用什么材質、裝飾圖案又將是什么樣，還要多方PK。”

“隧道建設中，對運營安全方面的考慮已越來越周全。”凌宇峰說，上海長江隧道內，除了內部裝配的攝像頭做到全覆蓋監控外，還考慮到兩條隧道都為雙層，一旦發生事故，人員撤離可以多方位。在兩條隧道之間建有8條具有逃生作用的聯絡通道，一旦隧道出現火災，人們可以通過15米長的通道疏散至相鄰隧道內。該通道高度達2米，寬度達1.8米，可以由兩個成人帶一個兒童并排通過。這樣的逃生通道在長江隧道內每隔800米就設置有一處。同時，隧道和軌道上下之間設有逃生梯道，每隔270米就設置一個，入口可容一人上下，通過16級扶梯臺階就可以撤離進隧道下層空間，下層逃生通道可兩人并行。這樣的逃生通道口在兩條隧道一共設置了54個。

不同于任何一條黃浦江越江隧道，上海長江隧道投入運營后，其長度有8.9公里，江中段就差不多有8公里長。這么長的一條隧道，如果不對隧道內的空氣污染物進行有效處理，對隧道內的行車安全而言將構成極大威脅。

如何保證良好的通風率，是超長、特大隧道迫切需要解決的關鍵性問題之一。長江隧道由于長度較長，其排氣、通風環節采用了“射流風機縱向誘導通風模式”加“重點排煙”的舉措，確保隧道內通風良好。簡單而言，即是通過“接力”的方式，將富含氧氣的新鮮空氣，通過一臺臺射流風機的傳接，快速、及時地輸送到隧道各個角落。

此外，考慮到隧道內的廢氣在排放過程中會產生熱量，導致空氣“溫升”，即靠近隧道出口處的溫度會急劇升高，甚至可達到40℃—50℃。為此，長江隧道特別采取了在隧道內部噴灑“細水霧”的方法，并在多個斷面形成“霧簾”，讓霧滴在揮發過程中把熱量給帶走，對隧道內部進行降溫。

另外，隧道內還設計了世界上最先進的消防噴淋系統和通風系統。一旦隧道內發生火災等事故，系統將自動在事故車輛前方形成一道雨幕，避免火勢蔓延，此時煙道系統開啟，煙霧可以在不擴散的情況下從隧道屋頂被吸走，先進的橫向縱向交替通風系統可以很快將隧道內空氣過濾，保證人員安全。