探访中国水下隧道建设先锋队

青岛胶州湾海底隧道

我国今年首个台风“海贝思”6月中旬从广东汕头登陆，给广东、福建等地带来7-8级大风及大暴雨，此时主管水下隧道设计工作的贺维国恰在台风所过之处——汕头苏埃隧道项目的海域，进行相关勘测设计工作。

贺维国，中铁隧道勘测设计院有限公司 （以下简称“中铁隧道设计院”）副总工程师，其十余年的隧道勘察设计经验，已使得他具备足够能力应对这些海域勘测过程中遇到的暴晒、台风等恶劣天气。

“不管勘察条件如何艰苦，我们对隧道项目尤其是水下隧道，都是进行现场设计，以确保对建设条件、环境结构的熟悉，保证设计方案的科学性、严谨性和可实施性。”贺维国告诉记者。

近年来，国内作为越江跨海交通的主要方式——桥梁，在其数量不断攀升的同时，其局限性也慢慢凸显出来，如受自然环境影响大、占用土地面积多、影响城市景观等，而充分利用地下空间的水下隧道，随着国内技术水平的提高，已进入大发展的提速期。

在向大海、大江、大河水下进军的队伍中，贺维国所在中铁隧道设计院作为水下隧道设计单位，犹如中国水下隧道建设先锋队，为人们通往水下世界打开了一扇大门，记者有幸走进这支先锋队，看到了其正在为中国绘制的“水下蛟龙”图。

勇于探索 将立交桥搬到水下

“水下时代”，中铁隧道设计院充分发扬了隧道人破除经验主义，勇于探索的创新精神，首次成功将立交桥搬到了水下。

长沙，集“山水洲城”于一体，湘江携橘子洲、傅家洲将长沙中心城区一分为二，天然形成东西两大板块，“过江难，难过江”阻隔着人们的生活空间。

自1972年长沙在湘江上修建第一座桥梁——橘子洲大桥以来，多座大桥逐渐浮于湘江长沙段，但以小汽车为代表的交通出行的快速增长，使得过江过河交通问题仍十分突出，尤以橘子洲大桥、银盆岭大桥为甚。

由中铁隧道设计院承担设计的营盘路湘江隧道，就位于橘子洲大桥、银盆岭大桥中间，2011年10月已正式通车，成为湘江上第一条过江隧道，号称“湘江第一隧”，抗震设防烈度为7级，防水等级为2级，设计使用寿命为100年，在完全畅通的情况下，从该隧道开车过江仅需3到5分钟。

通过中铁隧道设计院对30多个不同节点方案的甄选，700多个日日夜夜精心设计，5000多张施工图的出版，营盘路湘江隧道的落成打破了“一条隧道两个口”的传统隧道设计，除贯穿湘江东西两岸的双向4车道主线外，还在东西两岸各设了一进一出两条互通匝道，用于车辆分流，在湘江底部形成“水下立交桥”。

“该隧道攻克了不少技术难题，8次穿越湘江大堤，8次穿越断层破碎带，施工难度、技术含量、风险系数在目前国内水下矿山法隧道设计和建设过程中极为罕见。”中铁隧道设计院项目相关负责人表示，项目组在整个设计过程中，始终注重与地方规划、业主、建设单位等多方联系协调，并派有经验的设计工程师长驻施工现场，针对每一项设计施工环节进行现场配合。

此外，营盘路湘江隧道设计组始终坚持经济责任与社会责任相统一，在设计各阶段都把保持生态环境作为一项基本原则，整个工程为城市节约用地300多亩。在龙王港堤岸段时，为保护王陵公园扇子山文物，施工设计时将西岸主线明挖段向南偏移17米，在方便市民低碳、环保出行的同时，最大限度的保护了长沙“山水洲城”的自然人文景观。

长沙营盘路湘江隧道这座建于湘江之下的“互通式立交桥”，有效改善了城市土地利用格局和城市地下空间结构开发，也开启了水下立体空间交通开发的新时代。同样由中铁隧道设计院承担设计的江西南昌红谷隧道，作为目前国内内河规模最大、最长的沉管隧道预计将于2017年建成运营，可极大缓解南昌市红谷滩新区与东岸老城区两岸交通压力，其对长沙营盘路湘江隧道的水下“互通式立交桥”设计理念进行充分了延展。

攻坚克难 让百年梦想照进现实

四年半驻扎青岛施工现场，以设计配合建设，日夜伏案，攻关科研难题，奔波海内外，寻求最佳借鉴方案，绘就58册、6000余张青岛胶州湾隧道设计蓝图。中铁隧道设计院，这一支中国水下隧道建设的先锋队，将一个百年梦想，带进了现实。

2011年6月30日，青岛迎来建置120周年纪念日，其跨海重大工程——胶州湾隧道也在这天全线通车试运营，经过近三年、共33个月的通车试运营，该隧道今年上半年以近满分的成绩通过验收，开始正式运营，成为国内首个通过竣工验收的海底公路隧道工程，全长7.8公里，设计为双向六车道，为世界第三长海底公路隧道。

青岛依湾而建，环湾发展，胶州湾，是诞生和滋养了青岛的母亲湾。青岛地区昔称胶澳，1891年（清光绪十七年）清政府在胶澳设防，青岛由此建置。百年青岛人民终有一个梦，把胶州湾湾口连起来。胶州湾隧道的通车则彻底改变了百年来“青黄不接”（青岛主城和黄岛辅城之间因海域阻隔而无法通车）的历史，使得天涯变咫尺，天堑变通途。

而胶州湾隧道，作为我国开工建设的第一批次海底隧道，在设计施工阶段尚无成功经验借鉴。且据统计，胶州湾隧道所经海域，要穿越五个大的断裂带，先后有18条地质断层横架在隧道上方，这些断层之间交叉分割又非常复杂，断层恰是隧道建设中的巨大障碍。

1993年受青岛市建委的委托，中铁隧道设计院即成立了以院总工程师谢世华设计大师为组长的专家组，开启了桥隧论证工作，前期论证共历时10多年。内容涵盖社会经济、交通、规划等资料调查，气象、水文、地形、工程地质、水文地质以及周边环境初勘工作，隧道总体工程部署、施工场地、施工组织等内容的现场研究，以及同工程建设单位研讨建设资金筹措、经济评价等内容。

胶州隧湾道工程修建于海底，处于高腐蚀环境中。作为一个百年工程，高腐蚀环境下的结构耐久性设计显得尤为重要。工程设计阶段，设计团队日夜攻坚，掌握了多项技术的核心与关键，迈出了敢为人先的脚步，包括：隧道结构耐久性设计、浅埋超大断面隧道、断层破碎带注浆堵水加固、超前地质预报、防排水、最小覆盖层厚度25m等。

这支水下先锋队精益求精、攻坚克难的工作，带来了百年工程战役的全面胜利。截至今年3月底，青岛胶州湾隧道已累计通行车辆约2209万辆次，日均2.28万辆次，单日最高4.4万辆次，车流量年自然增长率约20%，且先后经历了35次7级以上大风，47次雷雨，冰雪天气15次，迷雾天气42次……它承受住了这些极端恶劣天气的考验，成为惟一一条穿越青岛胶州湾的全天候通道。

中国工程院院士钱七虎评价，我国海岸线长达1.8万公里，随着经济的发展，许多地方都需要修建跨海通道。青岛胶州湾海底隧道的建设将为大连到烟台的渤海湾跨海隧道，连接广东和海南两省的琼州海峡的跨海工程，连接福建和台湾的台湾海峡跨海工程等大型海底隧道的修建提供丰富的建设经验。

发扬隧道精神 锻造“水下尖兵”

钻研、探索、掘进——是独特的“隧道精神”，而中铁隧道设计院作为水下隧道建设的先锋队，正将这一隧道精神，发扬光大并付诸实践。

钻研——多项新型工艺国内首次使用。沉管法是国内外成熟的功法，目前我国在建或已建成的沉管法隧道共11个，中铁隧道设计院参与建设设计的占半壁江山，其中佛山汾江南路沉管隧道项目，位于珠海水域中上游，河水在洪水期最高流速达3m/秒，河道航运非常密集，高峰航船100艘/时，岩石开挖量达32万方，且该隧道是国内最大规模的公路铁路合建沉管法隧道，为保证工程顺利实施，中铁隧道设计院开展了九个关键技术的科研课题研究，并在国内首次采用旁建干坞方案，干坞总占地面积为12.6万平方米。

同为沉管法隧道，广州仑头生物岛沉管隧道，根据实地情况，中铁隧道设计院在世界上首次采用移动干坞法预制沉管隧道，成功解决了城市建设沉管法隧道场地限制、航道限制以及坞址选择困难等问题，填补了沉管隧道建设的一项空白。此外在工程二期，国内首次采用水下不扩散混凝土施工二次围堰，该项工艺已获国家专利局授权。

探索——中铁隧道设计院并没有单纯的满足施工工艺的创新，2013年，历时16个月的努力，由该院参与主编的《内河沉管法隧道设计、施工及验收规范》正式颁布，被批准为天津市地方工程建设标准，自2013年11月1日起在天津市实施。

作为国内第一本关于沉管法隧道建设的行业规范，填补了国内该工程领域标准的空白，将进一步使沉管法隧道的建设向着标准化、规范化方向发展，为今后类似工程项目建设提供了依据。“目前东南亚等国外隧道项目，我们也在积极参与，希望能将沉管法隧道建设的地方标准，进一步向国外推广。”贺国维介绍说。

掘进——在水下隧道方面，除已提及项目，目前中铁隧道设计院完成了国家“4501工程”—洛阳黄河水下铁路隧道方案及初步设计；汕头越海公路沉管隧道方案设计；广州黄沙～芳村过江隧道、江苏省长江第二通道、福建平潭海坛海峡海底隧道、松花江江北水源工程佳木斯穿江隧道、济南市济泺路黄河隧道等工程可行性研究；忠武输气管道城陵矶长江穿越隧道、珠江过江管廊、琼州海峡跨海通道工程、厦门至金门过海隧道工程、平潭岛至福清跨海通道工程、青岛胶州湾第二海底隧道、福州乌龙江水下隧道、深广中通道穿越珠江隧道的方案研究等工作。

此时，由贺维国领头的项目团队，仍在苏埃隧道项目勘测现场，该隧道位于汕头市海湾大桥和礐石大桥之间，沟通汕头市南北两岸主城区，是汕头市交通路网规划中4条跨海通道之一。作为国内首座位于8度地震烈度区的海底隧道，苏埃隧道计划年底施工，这将成为中铁隧道设计院的又一“鸿篇巨著”。同时，青岛第二条海底隧道工程，连接福建和台湾的台湾海峡跨海工程等项目，中铁隧道设计院都在积极参与跟进中。

链接：

中铁隧道勘测设计院成立于1978年，2008年3月21日，为适应公司长远发展需要，中铁隧道勘测设计院从河南省洛阳市迁址到天津市红桥区。现有固定员工702人，各类专业技术人员近600人，其中，中国工程院院士、顾问1人，省部级设计大师2人，国家级专家﹑政府津贴享受者﹑教授级高工及高级工程师180余人，专门从事隧道及地下工程专业的技术人员260余人，成为国内隧道及地下工程专业技术人员最多的设计院。

作为国内专门从事隧道及地下工程的设计院，中铁隧道勘测设计院目前已掌握了水下隧道的各种设计工法，包括：矿山法、盾构法、沉管法、TBM法、围堰明挖法等，是目前我国掌握水下隧道设计工法最多的设计单位。（通讯员 蒋敏）