素有“天下第一潮”美譽的錢塘江潮，是由于天體引力和地球自轉的離心作用使海洋水面發(fā)生周期性漲落的潮汐，加上杭州灣喇叭口的特殊地形，所造成的特大涌潮。繼2010年12月28日慶春路過江隧道通車之后，穿越錢塘江的第二條公路隧道——錢江通道于2014年4月16日正式通車。杭州灣上再添便捷過江通道，不僅可有效緩解滬杭甬高速路特別是錢江二橋和下沙大橋的交通，同時縮短了杭州灣兩岸的時空距離。在通車之際，記者有幸采訪到錢江通道的專家組組長——中國科學院孫鈞院士，請他為我們介紹了錢江通道建設中的關鍵性技術，與我們回顧了“錢江通道”建設過程中的故事。

錢江隧道緣起

錢江隧道原來的規(guī)劃是錢江十橋。早在2004年，浙江省發(fā)改委和交通廳已基本贊同了過江工程采用建橋方案。然而，項目北岸緊鄰觀潮勝地——海寧縣鹽官鎮(zhèn)，在這里修建橋梁，一旦因橋墩的阻擋破壞涌潮，損失不可估量。2005年浙江省“兩會”期間，部分人大代表提案，建議采用隧道過江方案。

中國科學院孫鈞院士表示，隧道方案是可行的，至少不會對涌潮造成破壞，但是“強涌潮下建設隧道，恐怕會對隧道施工造成影響?！苯涍^再三比選，本著對子孫后代負責的原則，2006年5月23日，浙江省發(fā)改委和省交通廳確定了隧道方案。錢江隧道是杭州錢江流域第一條超大直徑盾構法隧道，隧道全長4.45km，進行一次折返式長距離掘進，采用一臺直徑15.43m的超大型泥水氣壓平衡式盾構掘進機施工。隧道具備長、大、深三個特點：長——盾構機一次連續(xù)掘進距離3.2km，中間不設檢修井；大——隧道開挖直徑達到15.43m；深——隧道在江底最深的埋深達到39m。隧道跨徑大、里程長、技術難度大，且地質條件復雜，疊次穿越古防洪大堤，是隧道工程中的又一奇跡。

強涌潮下的盾構是如何施工的？

在國內，對于超大直徑盾構隧道在砂性土且高涌潮差等復雜環(huán)境下的掘進尚屬首次。對強涌潮下的建設隧道，孫院士形象地形容為：“地上動一動，地下抖三抖”。因此，在農歷八月十五左右，涌潮最壯觀的幾日，盾構施真空分離工必須停止作業(yè)，否則很容易造成土體坍塌，嚴重時甚至會造成海水滲漏，后果不堪設想。然而，盾構長時間停止作業(yè)容易引發(fā)沉降，造成管片變形，導致難以控制隧道軸線走向。“強涌潮下長時間停工可能引起的盾構下沉帶來隧道軸線標高無法控制”，是孫院士一直特別擔心的技術問題。

“二手貨”盾構如何實現(xiàn)“華麗轉身”？

據(jù)孫院士介紹，當初的上海崇明長江隧道使用了兩臺德國海瑞克生產的盾構機，而錢江隧道此次使用的盾構機，正是崇明長江隧道施工時的其中一臺。

孫院士說：“盾構機的壽命是有限的，損耗比較大。一般來講，一臺盾構在砂性土質中推進10km左右就必須進行大修；而在黏性土質中也不能超過20km?！卞X江通道使用的這臺盾構機在崇明長江隧道已經一次性推進7.5km。孫院士感嘆：“隧道股份的建設者真的很不容易！對使用過的‘二手貨’，在盾構機的刀盤、車架都沒有更換的情況下，沒有發(fā)生任何意外，為國家節(jié)省了大量資金，非常難得！”

由于只使用了一臺盾構機，盾構需要在江北工作井進洞后，整體調頭進入東線隧道。錢江隧道盾構外徑為15.43m，整體長度為15.8m，旋轉直徑為22.084m，總重量1800t，因為不均分布重量荷載，重心靠近前段。工程采用了PLC整體同步頂升技術，通過調整可移位式盾構基座擱架，達到盾構機的下降調平、平移、旋轉、頂升調坡的目的。完成后，車架由特制超大44m跨距80t吊車從西線工作井分段吊出，從東線隧道暗埋段上的預留孔吊入安裝。在盾構調頭期間，一切施工作業(yè)正常進行。孫院士說，一臺直徑達15.43米的大型盾構機要在一個長圓形井內平移、轉身、一次性調頭，其技術在上海乃至中國都尚屬首次。他在參觀錢江通道工程時看到調頭的情景，贊賞地稱其為“大盾構的華麗轉房頂排水板身”。

隧道四次塑料防護排水板制造穿越大堤，采取了什么措施控制地面沉降？

根據(jù)推進線路，錢江隧道將先后4次穿越江南大堤、江北大堤。其中江北大堤為明清老海塘，穿越大堤時由于覆土厚度變化梯度大，盾構施工參數(shù)控制困難，隧道之間凈距離小，兩次擾動土層對大堤也會產生一定的影響。

為了保證大堤安全，施工單位在大堤關鍵部位設置了監(jiān)測斷面，加密地面監(jiān)測，信息及時反饋；根據(jù)埋深、地層、地下水等，準確設定切口水壓及注漿量，并精確控制，同時根據(jù)監(jiān)測情況及時微調；全天采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，用來監(jiān)測大堤的沉降。在大堤影響范圍內設置剪力銷管片，增加隧道整體性。盾構勻速推進，一般控制在20mm/min左右，推進過程中保持盾構機姿態(tài)穩(wěn)定，減少盾構糾偏量和糾偏頻率。為減少盾構機背部產生地面沉降，利用原盾構殼體的注漿孔對盾構殼體進行壓注，在盾構推進時根據(jù)大堤變形的實際情況，向盾構上部壓注一定量漿液以控制地面沉降。

隧道進出洞施工需要控制哪些風險？

盾構進出洞施工地層圖

錢江隧道進出洞施工三個難度：一是覆土淺，且盾構大部分位于滲透性非常好的粉細砂層土中，易發(fā)生盾構正面土體坍塌或冒漿現(xiàn)象；二是對進出洞土體加固質量及輔助降水提出了很高要求，稍有不慎易發(fā)生水砂突涌現(xiàn)象；三是洞門斷面面積較大，洞門圈直徑比盾構外徑大0.57m，給施工軸線控制和洞口止水工混凝土管道密封圈作帶來較大難度。

針對錢塘江下長距離掘進，采取了哪些防范措施？

長距離掘進存在眾多施工難點：如大斷面隧道抗浮，通風和運輸，長距離引發(fā)的測量偏差，盾尾鋼絲刷和刀具磨損更換等等。在盾構推進過程中，如處理不當，輕則耽誤工期，重則危害整個工程安全。

因此在盾構推進過程中，施工單位采取了多種防范措施，以保證工程順利施工。例如在盾構設計階段，設備增加了配重，通過盾構機內配置的車架來控制隧道上浮，隨著車架前移，后續(xù)施工結構的跟進同樣起到壓重的效果；盾構全程保環(huán)及備品備件、江底變形監(jiān)測、根據(jù)水位監(jiān)測數(shù)據(jù)調整切口水壓、排泥接力泵、盾尾油脂壓注、江底更換盾尾刷等應急預案，使得盾構一次性過江，調頭期間更換刀具及盾尾刷，未出現(xiàn)盾尾漏水漏沙現(xiàn)象。

逃生通道設計有何特別設計？

錢江隧道呈V字造型，空間上分為3層，中間層為行車道，上層系排煙層，下層則是逃生通道。錢江隧道盾構段采用“滑梯式逃生通道”。逃生滑梯每80m一個，主要用于人員進入車道層下方進行疏散逃生；同時，每240m設一個救援樓梯，主要用于救援人員從下方進入行車道進行救援，也可兼作人員疏散逃生用。另外，口型件中間通道可行駛電瓶車，便于人員逃生和救援。

地下空間開發(fā)讓生活更美好

對于錢江通道的建設技術，孫院士頗為贊許，幾次感嘆施工過程“不容易”。他表示，在重重難點的困擾下，工程依然安全、穩(wěn)步推進，施工中最高紀錄為推進22m/天，而且在克服困難的過程中產生了很多技術上的創(chuàng)新，為以后同類工程的施工提供了有益的經驗。孫院士還提到了我國近年來在建和擬建的大型隧道的建設情況，如在建的港珠澳大橋通道、擬建的瓊州海峽、渤海灣、大連灣以及深圳到中山的跨海通道等，提出在當今地下空間開發(fā)的大好時代，需從開發(fā)理念、功能、做法上提高一個層次，既能造福現(xiàn)代，又能為子孫謀福利。如何合理利用有限的地下空間，使得地上地下開發(fā)一體化；有效采用綠色低碳節(jié)能的技術和材料，讓地下空間更舒適都是未來亟待解決的問題。