巨隧穿河不惊浪，世界最大直径水下盾构隧道通车，硬核技术攻坚呵护母亲河生态

8月25日，黄河之畔，坐标济南。黄岗路黄河隧道迎来通车时刻，随着首批社会车辆平稳驶入，世界最大水下盾构隧道正式投用。

自此，济南黄岗路黄河隧道双向六车道的空间格局已成现实。上层南往北，下层北往南，4.2米净高足以让公交车、消防车畅行无阻。

单洞双层节约投资约15%

方向偏差控制在厘米级

17.5米，是济南黄岗路黄河隧道“山河号”盾构机的开挖直径。这相当于六层楼高，盾构机刀盘面积240平方米，可覆盖2套三室两厅的商品房。

为何要造如此之“大”的隧道？“一次开挖，即得两层，实现两洞隧道的交通功能。”中铁十四局黄岗路黄河隧道项目现场负责人周祥解释，这样的设计不仅节约了宝贵的地下空间，更让工程投资减少约15%。

然而，“大”也意味着前所未有的挑战。相较常规直径、大直径盾构机，17米级超大直径盾构机的系统集成更复杂，其制造难度、施工难度和风险系数也呈几何式增长。

“常规盾构机十几组油缸就够了，‘山河号’配了34组。”周祥说，“这个163米长、5200吨的庞然大物，要在黄河底下精准走完3.3公里，方向偏差必须控制在厘米级，如同‘拿着擀面杖绣花’。”

更大的考验，来自黄河本身。黄河济南段是典型的“地上悬河”，河床比南岸城区高出5米。隧道最深覆土49.2米，最大水压6.3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。

盾构机长距离穿越粉质黏土，这种地层就像“老胶泥”，粘着性高，并且区间段内2000米范围内不规则分布着“黄河石”，最大硬度达41兆帕。“这就像在满是核桃的粘糕里穿行，既要防‘粘牙’，又要防卡泵、损刀具。”更棘手的是，“山河号”开挖面积达到240平方米，地质勘探覆盖的区域有限，相较于常规盾构机，不可控的未知区域增多，犹如“摸黑”前进。

而管片上浮的难题，更是如影随形。盾构机掘进时，同步注入的浆液还没凝固，管片泡在浆液里，就像一艘巨型货轮浮在海上，天生就想往上漂。周祥说，“直径越大，浮力越大，16.8米的管片外径，每米产生的浮力近200吨，相当于100多辆小轿车被同时往上顶。”一旦管片上浮失控，管片错台、开裂、漏水，甚至影响隧道百年寿命，后果不堪设想。

装载“五官一脑”智能系统

给管片穿上“金钟罩”防上浮

面对如此之“大”带来的重重考验，建设者如何接招？

底气，源于多次穿越黄河的丰富积淀。2021年9月29日，“万里黄河第一隧”济南济泺路黄河隧道通车。这是超大直径盾构隧道首次穿越地上“悬河”，面对大断面、长距离、浅覆土、深基坑、高水压等技术难题，建设者历时500多个日夜，操纵“黄河号”、“泰山号”盾构机成功穿越地上悬河，并总结了一套穿越黄河中下游关键技术。

相较于前辈，“山河号”盾构机创新应用大开口率带压复合型刀盘，装配伸缩式主驱动、开挖仓伸缩摄像头等先进装备，还搭载了超前地质预报、地层界面识别、刀具磨损检测装置、同步注浆检测等智能化装备系统，总装达到世界先进水平。

中铁十四局项目副经理赵大博表示，这套被命名为“五官一脑”的智能系统，不仅可以“看得远”“听得清”；更如同“有知觉”“会号脉”，让5200吨的庞然大物实现了全流程感知、预警和智能决策，在“摸黑”前行中有了“探照灯”和“导航仪”。

针对难缠的“黄河石”，项目团队研发了金刚石刀具、碎石机、双管路液压采石装置，黄河下首次实现全程3.3公里连续掘进不换刀，最高日进尺18米、月进尺426米，创造了17米级盾构施工的世界纪录。

面对管片上浮这一“老大难”，项目团队亮出了“杀手锏”，应用了自主研发的第四代同步双液注浆技术，赵大博说，这套工艺在管片和地层之间同步注入双液浆，10多秒即成胶凝状，30分钟形成早期强度，好比给管片穿上一件快速凝固的“金钟罩”，在它还没来得及上浮之前，就牢牢锁死。

效果如何？监测显示，隧道管片上浮量被控制在5毫米以内。这个精度，相当于1600多节的“骨骼”，每一节的起伏都控制在指甲盖厚度。

技术的突破，更包含着对一城市民的守护。“山河号”盾构机每掘进1环就会产生约1200立方米泥浆，如果按照每天6环的掘进速度计算，日泥浆量近万立方米。而工程邻近鹊山水库，济南市民的“大水缸”就在旁边。

他们首创“絮凝+提浓+压滤”系统组合工艺，通过对泥浆进行提浓、压滤，实现高效固体与液体分离，系统每小时可处理泥浆近600立方米，使每日泥浆处理效率提高50%，滤饼的含水率降低至30%以下，达成效率与环保的双赢。

2025年8月17日，“山河号”盾构机顺利出洞。建设以来，项目团队攻克28项技术难题，申报专利22件，形成17米级盾构施工成套技术体系。以中国工程院院士钱七虎为组长的专家组指出：“隧道建造过程高度智能化、机械化、绿色化，将推动我国盾构隧道技术往前迈出一大步，具有里程碑意义。”

不影响一舟一帆

保护河道生态与自然景观

城市发展，交通先行。穿城而过的黄河，曾是济南的“成长烦恼”。南依泰山余脉，北临黄河，济南市中心被夹在山与河之间，伸展不开手脚，城市空间捉襟见肘。

因此，济南人对“跨黄”有着格外深切的期盼。但建隧还是架桥？在黄河流域生态保护和高质量发展的国家战略下，建设者给了“黄河”一项新的“选择”。

“与修建桥梁相比，隧道可以‘悄悄’从河底钻过，不影响一舟一帆，最大限度保护河道生态与自然景观。”中铁十四局济南黄岗路黄河隧道项目党支部书记薛正生表示。

济南黄岗路黄河隧道的建设，不只是一条过河通道，更是为城市“解绑”的关键一步。当5分钟穿越黄河成为现实，黄河北岸不再是被黄河隔开的“彼岸”，而是与主城区无缝衔接的“此岸”。

“它如同强劲的‘输血管’，将人才、资金、技术源源不断输送至黄河北岸的新旧动能转换起步区。”薛正生说。

放眼大河两岸，这样的深刻变化正在加速推进。向西看，“万里黄河第一隧”济泺路黄河隧道已通车运行；向东望，连接遥墙机场的航天大道黄河隧道正加紧建设，三条世界级的大直径盾构隧道，在黄河之下构成了举世罕见的“超级隧道群”。

这些超级通道，正在深刻地改变济南的城市格局。曾经因黄河阻隔而东西狭长的城市，正通过高密度的跨黄通道，把黄河变成城中河，从“大明湖时代”昂首阔步迈向“黄河时代”。

（大众新闻记者 刘飞跃 通讯员 范少文 李桂香）