世界最大水下盾构隧道开掘：穿越黄河，全长5755米

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“中国铁建”公众号消息，9月1日，随着“山河号”盾构机 刀盘缓缓转动，由中铁十四局承建的济南市黄岗路穿黄隧道始发掘进，标志着世界最大水下盾构隧道开启穿越黄河之旅。

近年来，济南市大力践行“携河北跨”战略，跨越黄河天堑的交通设施密度不断增加。此次盾构始发的济南市黄岗路穿黄隧道穿越黄河和沿线多条公路，全长5755米，其中盾构段长约3290米，将与在建G309互通立交相衔接，打通济南市黄河两岸交通大动脉。

为了保障这条世界最大水下盾构隧道顺利建设，施工单位中铁十四局量身打造了“钢铁巨兽”“山河号”盾构机。该设备刀盘直径17.5米，相当于6层楼高，配备带压复合型刀盘、伸缩式主驱动等先进技术和超前地质预报、同步注浆检测等智能化装备系统，盾构机总装达到世界先进水平。

盾构机长查看盾构机数据

相较常规盾构机，17米级超大直径盾构机的系统集成更复杂，施工难度和风险系数呈几何式增长，“山河号”盾构机开挖面积达到240平方米，每环管片足有12块，拼装风险更大、时间更长，精准度也更难控制。

双层内部结构

得益于超大开挖直径，隧道采用单洞双层构造，可实现上下各3车道双向通车。超大直径盾构隧道的应用，可有效节省城市地下空间，预计节约15%的投资成本，同时，隧道单层净高4.2米，可满足通行公交、消防及救援车辆要求，极大提高通行能力。

万里黄河万里沙，在黄河之下富含砂石和粉质黏土，在盾构穿越过程中，最低点距离水面63米，重达5200吨的“钢铁巨兽”要穿越“粘糕”一样的地层，沉降控制是关键，尤其是在穿越黄河大堤时，最大沉降要求不能超过1厘米；此外，黄河下还夹杂着大量钙质结核，就像“粘糕”里镶嵌着大小不一的石头，给隧道施工带来巨大的挑战。

“山河号”盾构机内景

为了让盾构机顺利吃下这块“软骨头”，凭借丰富的水下隧道施工科研数据，项目团队对盾构机“消化系统进行升级”，采用定制化刀盘，通过装备适合黄河流域黏土地层的撕裂刀和高流量中心冲刷泵，有效应对刀盘结泥饼问题，提高底部排渣效率。同时采用同步注双液浆技术，实现盾构隧道沉降的毫米级精控。

此外，为了保护黄河两岸生态环境，项目团队坚持“绿色施工”的理念，通过加大资金投入，增加压滤设备，开展压滤尾水无害化及梯级资源化利用关键技术研究，使废浆处理方量能够满足每天的推进需求，也将为我国大型穿越黄河隧道泥浆尾水处置难的瓶颈问题提供新的解决思路和技术方案。

济南黄岗路穿黄隧道工程是构建南北向跨黄河的大通道之一，建成后，将助力济南黄河两岸互联互通，有力推进黄河北岸城市建设全面提速，促进济南从“大明湖时代”迈向“黄河时代”，为黄河流域生态保护和高质量发展提供有力支持。