今天位于山东济南市天桥区的泺口浮桥渡口旁，“泰山号”盾构机巨大刀盘破土而出，由中铁十四局集团承建的“万里黄河第一隧”济南黄河隧道工程东线隧道率先贯通，标志着我国在建的最大直径公轨合建盾构隧道取得重大进展，在人类建筑历史上首次穿越地上“悬河”。
据悉，该工程是山东省新旧动能转换标志性工程，计划于2021年10月建成通车。届时，市民开车通过水下隧道最快4分多钟可“穿越黄河”，比绕道济南黄河大桥节约近一个小时。黄河隧道打破了黄河天堑对济南城市发展的制约，助力携河北跨,将加快新旧动能转换，加速济南从“大明湖时代”迈向“黄河时代”。该工程由济南城市建设集团负责投资建设，中铁十四局集团作为EPC总承包方，联合中铁第四勘察设计院集团有限公司、黄河勘测规划设计有限公司组织设计、施工。
济南黄河隧道工程位于济南城市中轴线上，南接主城区济泺路，北连新旧动能转换先行区。隧道穿越黄河段河床高出南岸天桥区地面5米，最大洪水位高出11.62米，隧道最低点位于河床下54米，最大水土压力6.5巴（相当于一个人手掌大小的面积上承受两个成年男子的重量），施工风险高。 隧道全长4760米，其中盾构段长2519米，设计为双管双层，市政道路与轨道交通合建，上层为双向六车道公路，下层为轨道交通。隧道管片外径15.2米，是目前黄河上最大的隧道。
据中铁十四局项目部盾构经理董冰介绍，工程采用两台超大直径泥水平衡盾构机施工，盾构机开挖直径15.76米。在掘进过程中遇到的最大难题是河底长距离钙质结核层，有1000米的区间为钙质结核“密集区”，最硬岩石强度达到45兆帕，相当于高铁桥墩钢筋混凝土的强度。最难的一次26个小时只掘进了2米，取出58块坚硬的石头。大块钙质结核堵塞格栅，造成了泥水循环系统排浆困难，严重时可导致停机、管道被磨穿等问题。项目部改用新型成型管道，轮换管道提高使用寿命，同时在易磨管道位置提前焊接钢板打“补丁”，应对坚硬岩石的碰撞。其次是黄河底部全断面粉质黏土地层，土质黏性高，废浆量大，刀盘易结泥饼。
中铁十四局集团充分发挥在水下大盾构施工领域核心技术优势，在李海振创新工作室主导下，在院士专家团队指导下，依托大数据、BIM和物联网技术，对隧道遇到的复杂难题进行了专项科研攻关。工程技术人员改造优化了世界最先进超大盾构机，研发应用“超大直径泥水盾构废弃泥浆环保处理及资源化关键技术”、“高粘粒地层超大直径泥水盾构防结泥饼技术”，针对黄河隧道地层特点，制定刀盘结泥饼判断及位置检测方法，研发一套泥饼形成的预测软件治理“粘牙”问题。已形成科研成果18项，报审实用专利13项，进一步提升了我国盾构隧道建造能力和技术水平。采用盾构法穿越“江河湖海城”，本身就是对环境影响最小的施工方式之一。“万里黄河第一隧”设计为双管双层公轨合建隧道，上层为公路双向6车道，下层为轨道交通以及管线和逃生通道，实现了一次穿越黄河的利用率最大化，极大降低了对环境的影响。
在国内首次采用超大π型箱涵同步安装工艺，研制了新型模板台车，液压收模、电动行走，集预制、吊装、运输、安装等为一体，操作方便，节省人工，提高功效，降低了对盾构施工运输的干扰和影响。建设了国内第一条15米以上管片智能化自动化生产线，研发了管片抹面机器人、管片3D智能检测系统。工程临近一级水源地鹊山水库，项目部按照“标准高、形象好、工厂化”的总体思路坚持生态优先，科学绿色施工，泥浆重复循环使用，做到了零排放。11个月时间，掘通了东线隧道。西线隧道正按照计划顺利掘进，预计2021年春节前实现贯通。（严冰 刘福昌 丁翔）
