武漢長江隧道江北洞口效果圖

        駐足武漢長江大堤，極目遠(yuǎn)眺，滔滔江水，奔騰而去。
        1957年，武漢長江大橋貫通，毛澤東主席揮筆寫下“一橋飛架南北，天塹變通途”的豪邁詩句。半個世紀(jì)之后，武漢長江隧道開建，大堤之下，兩條“鐵龍”橫穿江底，即將打通南北兩岸的又一通途。
        武漢長江隧道是國家批準(zhǔn)立項、武漢“十五”期間重點建設(shè)項目，是世界上水壓最大的隧道，是穿越長江的首座公路隧道，也是國內(nèi)采用大斷面復(fù)合式泥水盾構(gòu)機首次穿越長江修建交通隧道，被譽為“萬里長江第一隧”。
        武漢長江隧道由中國中鐵隧道集團(tuán)聯(lián)合體設(shè)計、采購和施工總承包。中鐵隧道憑借豐富的穿越江河湖海的經(jīng)驗和科技實力，在世人矚目的長江隧道建設(shè)中，屢做突破，以令同行驚羨的業(yè)績，演繹著與萬里長江滾滾波濤相生相伴的雄偉樂章。

        萬里長江第一隧  江城新的交通動脈

        武漢長江隧道位于武漢長江一橋、二橋之間，設(shè)計為雙向四車道，長3630米。隧道建成后將成為南北兩岸交通新的大動脈，開創(chuàng)江上架橋、江面行船、江底通隧的三維立體交通新格局，對于減輕武漢交通壓力，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，推動武漢經(jīng)濟騰飛，有著重要的作用。
        武漢長江隧道工程將獨頭連續(xù)穿越長江5049單線延米，在國內(nèi)尚屬首次；加上穿越長江底部1310米粉細(xì)砂層，天然含水量高、壓縮性高而強度低，具有高靈敏度，易觸變、流變的工程地質(zhì)特征，且地下水與江水有著密切的水力聯(lián)系通道，施工難度國內(nèi)外罕見。
        中鐵隧道在設(shè)計之初，就充分考慮到工程的火災(zāi)、地震、人防、沉船、拋錨、爆炸等各種特殊性因素，并充分考慮了長江300年一遇洪水水位以及使用期內(nèi)洪水對河床的影響，按照六級人防抗力設(shè)計。
        中鐵隧道更是聯(lián)合鐵道第四勘察設(shè)計院、武漢市市政建設(shè)集團(tuán)、武漢市城市規(guī)劃院、奧地利D2咨詢公司，集中了盾構(gòu)設(shè)計施工咨詢等方面的優(yōu)秀人才，為工程建設(shè)做了認(rèn)真詳細(xì)的準(zhǔn)備工作，并多次邀請國內(nèi)外著名專家共同參加工程研究論證，最終決定選用具有高性能的復(fù)合式泥水盾構(gòu)機施工。中國工程院院士及有關(guān)專家認(rèn)為：盾構(gòu)施工，能確保穿江隧道安全及建成后的質(zhì)量，是科學(xué)、合理的選擇。
        2004年11月，武漢長江南岸，中央政治局委員、湖北省委書記俞正聲宣布“武漢長江隧道開工建設(shè)”，中央委員、湖北省長羅清泉，中央候補委員、中國鐵路工程總公司黨委書記石大華共同啟動開工按鈕。石大華書記要求：中鐵隧道一定要高質(zhì)量完成武漢長江隧道的建設(shè)，擦亮“中國中鐵”的隧道品牌。
        在總經(jīng)理現(xiàn)場辦公會上，中鐵隧道董事長周世祥談到，武漢長江隧道是世紀(jì)性的工程，社會影響巨大。一定要認(rèn)真貫徹“百年大計，質(zhì)量第一”的原則，配置優(yōu)勢資源，科學(xué)施工，規(guī)范管理，按期、優(yōu)質(zhì)、安全建好武漢長江隧道，爭創(chuàng)中國市政金杯獎和建筑工程魯班獎，努力打造“中國中鐵”著名品牌。

武漢長江隧道效果圖

        技術(shù)護(hù)航萬里長江第一隧  彰顯穿越江河湖海隧道科技

        武漢長江隧道工程之難，為國內(nèi)罕見！中鐵隧道憑借兩次穿越長江，五次穿越珠江的豐富施工經(jīng)驗和管理、技術(shù)優(yōu)勢，在萬里長江第一隧的建設(shè)中，彰顯著穿越江河湖海國際領(lǐng)先的隧道技術(shù)。

        —— 前期施工，科學(xué)組織，技術(shù)交底，攻克雙豎井。

        盾構(gòu)豎井的開挖，是武漢長江隧道項目前期施工的重點、難點，方案為江南、江北雙豎井。
        武漢長江隧道江南盾構(gòu)豎井基坑尺寸長35.09米，寬22.10米，深23米，時稱“武漢第一坑”。由于下水與長江水連通，水位高、水壓大，粘性或砂性土壓縮性高而強度低，開挖過程中極易造成地面沉降，對周邊建筑物產(chǎn)生破壞，施工風(fēng)險極大。項目部全體工程技術(shù)人員和廣大員工認(rèn)真落實施工方案，按照有關(guān)專家意見，基坑防水采用“以封為主，減壓降水為輔，封降結(jié)合”的原則，降水主要采用管井降水和井點降水，科學(xué)組織，攻堅克險，成功度過兩次管涌險情，有效制服了長江高水壓水害，于2005年12月9日順利完工。
        江北豎井則在城區(qū)鬧市，征地極為困難，于2006年6月22日開工建設(shè)。四周建筑物環(huán)繞，施工場地狹窄，其中距湖北省文物一級保護(hù)建筑魯茲故居僅20米，距省重點小學(xué)鄱陽街小學(xué)教學(xué)樓僅5米，且地質(zhì)條件復(fù)雜，對施工形成了極大的挑戰(zhàn)。項目部歷經(jīng)地連墻、旋噴、擺噴、抗拔樁、承壓降水、文物保護(hù)、房屋加固、控制沉降等頻繁的工藝轉(zhuǎn)換，嚴(yán)格按照技術(shù)交底、科學(xué)組織、快速施工的指導(dǎo)思想，于2007年3月18日，在長江汛期到來之前，完成了長42米、寬29.7米、深21.55米的江北豎井的開挖和墊層封底工作。

        —— 盾構(gòu)施工，依托技術(shù)，安然穿越長江大堤。

        武漢長江隧道盾構(gòu)掘進(jìn)存在五大難點：其一，穿越軟硬不均地質(zhì)。隧道位置下半部砂巖上的粉細(xì)砂，在掘進(jìn)中極易造成刀具變形，磨壞刀具面板，江水很可能沖入。其二，高水壓。隧道從水面到底部深60米，造成高水壓，隧道極易變形，抗壓成為隧道建設(shè)的最大難點。其三，強透水。隧道兩岸大部分為粉細(xì)砂底層，試驗數(shù)據(jù)表明，粉細(xì)砂的透水系數(shù)是粘土土質(zhì)的1000～10000倍，一旦透水，后果不堪設(shè)想。其四，不“驚動”地面建筑。盾構(gòu)機進(jìn)入江底掘進(jìn)階段之前，在城區(qū)下將先穿越一段，這一部分影響到50余幢建筑，要確保建筑安全，不能對地基造成影響。其五，隧道需“一氣呵成”。穿越2500米的江中地段，中間檢修很困難，在江中段更換刀具更是不可想象。
        掘進(jìn)即將遇到的困難，早擺上了院士、專家的論證案上，中鐵隧道多次邀請中國工程院院士及國內(nèi)外知名專家論證，優(yōu)化施工方案，以確定掘進(jìn)技術(shù)的大方案：江底掘進(jìn)，擬采取嚴(yán)格控制切口水壓波動范圍，控制同步注漿壓力等掘進(jìn)參數(shù)，采用最新防水接縫技術(shù)，提高隧道抗透水性能。掘進(jìn)到江中段時，將全過程采用特殊測深儀進(jìn)行江底高精度水深監(jiān)測，注意江底土層厚度變化，充分利用監(jiān)測結(jié)果指導(dǎo)盾構(gòu)正常掘進(jìn)。
        2006年9月29日，武漢長江隧道“長江一號”盾構(gòu)始發(fā)，拉開了“萬里長江第一隧”的掘進(jìn)序幕。緊接著，三個月后，隧道右線“長江二號”盾構(gòu)，組裝調(diào)試成功，進(jìn)入掘進(jìn)階段。
        2006年10月16日，武漢長江隧道項目部再次召開工程科研會，邀請中國工程院院士王夢恕等國內(nèi)外知名專家，為武漢長江隧道掘進(jìn)“把脈”。與會人員對隧道盾構(gòu)襯砌結(jié)構(gòu)力學(xué)特征與關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)研究、盾構(gòu)隧道地震響應(yīng)分析與抗震措施研究、管片接縫防水實驗研究、高水壓地層盾構(gòu)掘進(jìn)開挖穩(wěn)定及帶壓換刀技術(shù)研究等多方面進(jìn)行分析和總結(jié)，為盾構(gòu)實質(zhì)掘進(jìn)進(jìn)一步清除了技術(shù)障礙。
        在保護(hù)江岸建筑物沉降方面，武漢長江隧道項目部加強工程施工范圍內(nèi)建筑物的防護(hù)監(jiān)測，監(jiān)測數(shù)據(jù)及時反饋，從施工技術(shù)把關(guān)，及時對武漢理工大學(xué)電教樓、魯茲故居、鄱陽街小學(xué)等建筑物采取了有效的加固保護(hù)。由于加固方案的成功，確保了兩岸建筑物的穩(wěn)固，項目部榮獲“武漢市文明施工工地”稱號。
        在軟硬不均的地層條件下掘進(jìn)，項目部綜合借鑒重慶長江隧道、“西氣東輸”城陵磯長江隧道、廣州地鐵施工經(jīng)驗，采用激光自動導(dǎo)向系統(tǒng)，配合人工測量，保持盾構(gòu)機姿態(tài)和隧道線型控制；以刀具組合的合理配置達(dá)到減輕刀具磨損、減少刀具更換次數(shù)；設(shè)置監(jiān)測裝置，及時掌握刀具磨損情況。2007年4月10日，武漢長江隧道左線盾構(gòu)順利穿越武九鐵路。施工過程中，武漢長江隧道項目部與武漢鐵路局緊密聯(lián)系協(xié)作，加強掘進(jìn)參數(shù)的控制，穿越地段的鐵路路基沉降正負(fù)值差僅4毫米。確保了由武昌發(fā)往九江、上海方向的列車安全運營，獲得了武漢鐵路局和業(yè)主的好評。
        2007年7月26日，中國中鐵隧道施工的武漢長江隧道工程長江1#盾構(gòu)順利穿過武昌長江大堤最高點——防水墻，左線盾構(gòu)安全穿越長江大堤。在接受媒體采訪時，中鐵隧道聯(lián)合體指揮長肖龍鴿講到，此次穿越長江大堤難度大：一是大堤下面是土，和上面建有鋼筋混凝土的防水墻沉降值不一樣，易出現(xiàn)墻與地之間的裂縫；二是武昌江邊幾乎沒有“灘”，穿過大堤，地上的“厚”度迅速變薄，易出險情。據(jù)觀測數(shù)據(jù)顯示，盾構(gòu)通過時，地面變形控制在設(shè)計值以內(nèi)，大堤安然無恙。穿越長江大堤，標(biāo)志著盾構(gòu)將進(jìn)入江中掘進(jìn)階段。新華網(wǎng)、湖北日報、武漢晨報等多家新聞媒體見證了這一歷史性的時刻。

        占領(lǐng)隧道科技制高點　領(lǐng)航國內(nèi)其他穿江隧道建設(shè)

        武漢長江隧道的外圍條件、雙盾構(gòu)掘進(jìn)、復(fù)雜地質(zhì)及技術(shù)難度，成為項目管理理念、科研，創(chuàng)新、測試和檢驗的平臺。

        —— 依托項目，科研開發(fā)達(dá)國際領(lǐng)先水平。

        工程開建伊始，中國工程院院士、中鐵隧道副總工程師王夢恕強調(diào)，項目部加強科研項目自主創(chuàng)新，結(jié)合工程實際情況進(jìn)行全方位技術(shù)攻關(guān)，本著安全、可靠、經(jīng)濟的原則有針對性地進(jìn)行，確?！叭f里長江第一隧”在科研項目上取得新突破。
        在武漢長江隧道工程施工前期，項目部針對武漢長江隧道工程的特點，依托武漢長江隧道工程本身四位一體優(yōu)勢，編制了詳細(xì)的科研項目計劃，其中的《高抗?jié)B長壽命大管徑隧道管片材料結(jié)構(gòu)設(shè)計與工程應(yīng)用》課題更是得到國家“863”高新技術(shù)研究計劃及武漢科技局的大力支持。
        “高壓富水”環(huán)境下隧道工程管片的高抗?jié)B、高耐久性是世界性難題。而《高抗?jié)B長壽命大管徑隧道管片材料結(jié)構(gòu)設(shè)計與工程應(yīng)用》課題的驗收成功，為這一世界性難題找到了良方。
        2007年5月份，來自科技部、中國科學(xué)院化學(xué)研究所、鋼鐵研究總院、清華大學(xué)、同濟大學(xué)、武漢大學(xué)、華中科技大學(xué)和中國地質(zhì)大學(xué)的多位專家齊聚武漢長江項目部，對武漢長江隧道《高抗?jié)B長壽命大管徑隧道管片材料結(jié)構(gòu)設(shè)計與工程應(yīng)用》課題進(jìn)行驗收，課題采用新材料新工藝，使管片“抗?jié)B”明顯，“增壽”50%以上，可大大延長隧道工程的服役年限。成果鑒定專家組一致認(rèn)為，該成果具有獨創(chuàng)性和先進(jìn)性，總體水平達(dá)到國際先進(jìn)水平，其中梯度設(shè)計的無細(xì)觀界面復(fù)合材料達(dá)到國際領(lǐng)先水平。新成果的研究成功，標(biāo)志著我國盾構(gòu)隧道管片材料的生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)具備了國際先進(jìn)水平。

        —— 動態(tài)管理與信息化施工結(jié)合，為其他穿江隧道建設(shè)領(lǐng)航。

        由于地質(zhì)條件的特殊性、復(fù)雜性，武漢長江隧道項目部進(jìn)行動態(tài)管理，實行信息化施工，確保了工程的安全順利進(jìn)展。
        長江隧道兩臺盾構(gòu)同時掘進(jìn)，盾構(gòu)機掘進(jìn)及機體情況成為施工是否順利進(jìn)行的關(guān)鍵。在整個盾構(gòu)掘進(jìn)工程中，項目部始終做到掘進(jìn)的可控性，實現(xiàn)動態(tài)管理：隨時做好水壓和掘進(jìn)地質(zhì)情況匯報，時刻監(jiān)控盾構(gòu)機掘進(jìn)狀態(tài)，做到一天一檢，保證盾構(gòu)穩(wěn)步掘進(jìn)；率先引進(jìn)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，將信息化管理作為動態(tài)管理的有效補充，實現(xiàn)盾構(gòu)機、掘進(jìn)、地質(zhì)預(yù)報、施工工藝、工序緊密銜接等全方位立體化控制。
        在盾構(gòu)施工現(xiàn)場，項目經(jīng)理李勇軍介紹，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的引進(jìn)，以穿越江、河、湖工程為首例，它為實現(xiàn)掘進(jìn)的始終有序、管理的始終動態(tài)、掘進(jìn)的時時可控，起到了關(guān)鍵性的作用。
        良好、有效的管理是施工順利和進(jìn)度的保證。2006年12月27日，武漢長江隧道左線大直徑泥水盾構(gòu)創(chuàng)掘進(jìn)新高6環(huán)(12米)后，2007年2月26日再次突破，創(chuàng)下日掘進(jìn)8環(huán)(16米)的記錄。
        中國工程院院士王夢恕講到，武漢長江隧道在隧道建設(shè)管理和信息化施工方面實現(xiàn)了多方面革新，將為目前正在規(guī)劃或籌建的國內(nèi)其他穿江隧道的建設(shè)起到領(lǐng)航作用。
        目前，武漢長江隧道的“雙龍”已成功穿越長江江底，整條隧道將于2008年春節(jié)前順利貫通，2008年年底將正式建成通車。