穿江卧湖的隧道怎么建？听专家来揭秘……
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FM101.1江苏交广网主持人
于 洋
近年来，江苏“穿江卧湖”的隧道建设速度非常快，让交通出行更加便捷、沿江城市联系更加紧密。很多朋友都很好奇，这些深埋水底的隧道是如何开展施工的？主要有哪些方式呢？
江苏省交通工程建设局隧道处处长
王 峻
隧道是指道路从地层内部或水底通过而修筑的建筑物，按修建方式，可分为沉管法、堰筑法、TBM法和钻爆法等主要工法。
沉管法是将若干个预制段分别浮运到隧道设计水面位置，并一个接一个地沉放安装在已疏浚好的基槽内。著名的港珠澳大桥的隧道部分就是采用沉管法建设完成。
堰筑法是在隧道施工水域内临时设置止水围堰，将围堰内水抽干后在围堰内部形成工程施工区域，待工程建设完成之后，再将围堰拆除，恢复原水域地形地貌及原有生态。苏锡常南部高速太湖隧道就是采用堰筑法建设完成。
TBM法隧道源于国外，引入国内后我们根据施工环境将TBM法进一步细化，分为全断面硬岩掘进机和盾构法。
全断面硬岩掘进机是利用回转刀盘又借助推进装置的作用力，使刀盘上的滚刀切割（或破碎）岩石，以达到破岩开挖隧道（洞）的目的，常用于岩石地层掘进。乐山至西昌高速公路大凉山1号隧道就是采用TBM法进行施工。
盾构法主要分为泥水平衡盾构和土压平衡盾构。泥水平衡盾构是利用回转刀盘借助推进装置的作用力进行岩、土体削切开挖，靠千斤顶在后部加压顶进，拼装预制混凝土管片，并通过泥水管线和泥水分离设备及时将渣土外排处理。我省已建成的南京应天大街长江隧道、定淮门长江隧道、燕子矶长江隧道和在建的江阴靖江长江隧道、海太长江隧道都是采用泥水盾构法进行掘进。土压平衡盾构是刀盘持续旋转切削土体，被切削下来的渣土充满泥土仓，通过螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上，然后由皮带输送机运输出来。在建的成渝中线高铁隧道部分就使用了这种方法。
目前，我省水下隧道施工主要采用堰筑施工和盾构施工两种方式。
FM101.1江苏交广网主持人
于 洋
苏锡常南部高速公路太湖隧道在建设过程中一直备受社会关注，这条隧道我印象非常深刻，是国内最长湖底隧道。要完成这样一项“超级工程”一定遇到了不少困难，这些困难是如何被建设者一一攻克的呢？
江苏省交通工程建设局隧道处处长
王 峻
太湖隧道于2021年底建成通车。这条隧道是苏锡常南部高速公路常州至无锡段的重要组成部分，也是关键控制性工程，长度10.79公里，采用折板拱两孔一管廊形式。
要在太湖修建一条超长超宽的隧道非常困难，历经十年论证、四年建设，面临着建设规模大、施工技术难、安全风险高、环保要求严等诸多挑战。隧道采用了水中围堰分仓逐段施工的方式，围堰打设钢板桩、钢管桩的总长超过了4.2万米，浇筑砼总方量达200余万立方米，隧道基坑开挖土方达1000多万立方米。这个施工规模非常大，对组织施工也提出了更高要求；太湖隧道结构混凝土的抗裂防渗要求高，1.4公里长围堰和基坑位于湖底8—15米深的厚淤泥段落，集超长水中围堰、长大深基坑、多种支护形式施工于一体，涉水作业经历四个汛期，施工难度、安全风险非常大；同时，项目穿越太湖水域和国家级风景区、生态区，环保要求十分严格。
苏锡常南部高速公路常州至无锡段是江苏第一批公路水运品质工程示范创建项目，其中太湖隧道为交通运输部首批立项的科技示范工程。项目建设团队在品质提升、科研攻关、生态环保等方面进行了一系列创新探索。2020年2月，在省交通运输厅牵头组织下，我们联合国内在隧道结构、材料、设备等方面有丰富经验的科研、设计和施工单位，依托太湖隧道工程，聚焦“耐久、智慧、绿色、安全”主题，启动“超长堰筑太湖隧道科技示范工程”攻关行动，开展了湖底隧道结构耐久、施工质量控制和运营安全保障等方面的科技攻关和集成应用，破解了超长超宽堰筑隧道结构抗裂、沉降控制和环境减负等难题，并形成了多项超长堰筑隧道建设运营可复制、可推广的技术成果。2023年，超长堰筑苏锡常南部高速公路太湖隧道获评交通运输科技示范工程。
FM101.1江苏交广网主持人
于 洋
这样长的隧道“深潜”太湖，是如何做到滴水不漏的？
江苏省交通工程建设局隧道处处长
王 峻
隧道工程的渗漏水问题是最令人头疼的。一旦隧道混凝土结构中出现裂缝，特别是贯穿裂缝，便为水提供了便捷的传输通道，渗透性会随着裂缝的产生和发展而急剧增加。因此，提高隧道混凝土抗裂、自防水性能，是控制渗漏的关键。
太湖隧道针对隧道大体积混凝土结构抗裂防水需求，研发了“三重六层”施工技术，给隧道穿上成套“雨衣”。通过创新开展超长超宽隧道现浇混凝土抗裂性设计方法、超长堰筑隧道施工渗透稳定与不均匀沉降控制技术等多项关键技术和材料研究，发明了高温型水化温升抑制和多元复合膨胀材料。这些科研和攻关，让混凝土水化放热速率降低50%以上、收缩降低30%以上，破解了超长超宽隧道大体积现浇混凝土收缩裂缝控制的世界级难题，实现了隧道主体结构混凝土不开裂、无渗漏。研究成果“超长超宽堰筑法隧道抗裂防渗与绿色建造关键技术”获2022年江苏省科学技术奖一等奖。
FM101.1江苏交广网主持人
于 洋
超长超宽的太湖隧道要穿越生态保护区，你们是如何确保施工与环境和谐相处的？
江苏省交通工程建设局隧道处处长
王 峻
太湖隧道采用堰筑法施工，施工过程中首先面对的就是环保问题。若按照传统堰筑法施工，由于推进里程过长，易将部分湖域截断，从而导致湖水无法正常循环流动，造成水质污染。此外，太湖隧道工程量大、工期紧，传统堰筑法施工在资源利用、施工组织方面会存在诸多困难。
为解决这些问题，我们会同设计、施工单位创新了一种适合超长超宽湖底堰筑隧道的“四仓流水循环”施工方法。就是以钢板桩围堰合围形成的四个仓作为一座孤岛，在封闭孤岛内实现抽水、清淤、钻孔桩、土方、主体等循环流水施工。四仓流水作业的巧妙之处在于缩短了钢板桩围堰长度，资源的合理有效利用缓解了因工程体量大、工期短而导致施工组织难的问题；在生态环境方面，减少了对太湖水域的阻水长度，保持区域内水的流动性，有效预防太湖部分区域蓝藻的爆发，大大降低工程建设对生态环境的影响。
守护太湖“水美”“鱼虾肥”是太湖隧道建设中一个标志性理念。在施工过程中，我们建立了贯穿全建设周期环境监测长效机制；在恢复生态上，开展增殖放流活动，实施湖面补偿，为太湖注入新生力量；在资源节约上，最大限度降低施工对当地生态环境和渔业资源的影响。
同时，结合太湖天水一色、延绵无边的山水轮廓，在满足使用功能的条件下，隧道两侧的出风口设计为“碧玉螺”造型及“画舫”造型的风亭，并加以“亮化工程”实施，将风亭完美呈现在翠林绿波之间，成为太湖隧道与太湖水域交融的一道靓丽风景线。
FM101.1江苏交广网主持人
于 洋
说完了太湖隧道，我们再把目光聚焦到宽阔的长江上。长江江苏段江面宽阔，一条条越江隧道如蛟龙穿江，连接起长江南北。您刚刚提到，江苏的长江隧道采用盾构法施工，请问是如何开展的呢？
江苏省交通工程建设局隧道处处长
王 峻
在长江建设水下隧道是一项技术密集的复杂工程，往往需要面对长距离、高水压、渗漏水等难题，需要缜密规划和精心准备。
目前在建的江阴靖江长江隧道、海太长江隧道均采用盾构形式穿越长江。江阴靖江长江隧道位于在建常泰长江大桥下游约27公里，江阴长江大桥上游约5公里，全长约11.825公里，其中过江隧道段全长6445米，是国内承受最大水压的水下隧道，高达82米水头。海太长江隧道是江苏“十四五”期间重点推进的公铁复合过江通道、国内首个公路双管和铁路单管双线盾构隧道，其中公路部分连接苏州太仓市和南通海门区，隧道全长约11.2公里，采用全国首个超大直径盾构预制拼装一体化建造，是世界最长、中国断面最大的公路水下盾构隧道。
在水下盾构隧道开始施工前，需要通过明挖法修建盾构隧道始发工作井，然后将盾构机拆解运输到施工现场，并进行组装和调试。盾构机组装调试完成后将进行始发试掘进，开启穿越长江之旅。
盾构施工分为盾构掘进和管片拼装两个工作模式。盾构掘进是通过控制开挖仓压力与掘进掌子面土压力相平衡，由旋转刀盘、水力射流等进行土体切削开挖，刀盘切削的土体经冲刷落入开挖仓底部，再经碎石机由泥浆泵将渣土泵送至地面泥水分离设备。千斤顶推顶前方刀盘旋转掘进2米后停止，进入管片拼装模式。
管片从地面管片厂吊运至拼装机下方。拼装机抓取管片进行拼装并用千斤顶定位，螺栓连接，依次循环，封顶块最后从前方插入，整环拼装完成。而后再次进入盾构掘进模式，依次往复，直至隧道贯通，最终形成一条完整的隧道。
以江阴靖江长江隧道为例，施工前期工程团队会进行详细方案设计，地质勘测团队进行地质勘测，充分考虑地质条件、水流情况和环境保护等诸多因素，确定隧道的位置、长度、深度等。设计人员会使用计算机软件对施工过程进行仿真模拟，预测隧道施工过程中可能遇到的问题，并制定相应的解决方案。
为克服长距离、大直径、高水压的难题，应对复杂多变的施工环境和高标准的施工要求，我们组织施工单位、盾构机生产企业共同研发了两台国内目前最先进、智能化水平最高的超大直径盾构机，最大开挖直径16.09米，并配备智能化导向、智能化超前地质预报、高精度有害气体监测等多个智能化系统，保证盾构隧道施工“可视、可测、可控、可达”。
FM101.1江苏交广网主持人
于 洋
目前，江阴靖江长江隧道施工正在江面以下80米的深处加速推进，建设者们是如何保证隧道不漏水的呢？
江苏省交通工程建设局隧道处处长
王 峻
通过科学的施工方法、精细化施工管控和先进技术等多措并举，我们全力打造一条“滴水不漏”的隧道——
推动质量控制技术创新，研发了抗裂混凝土自密实、清水混凝土成套技术，成功解决了盾构隧道工作井侧墙渗漏难题，实现了自密实大体积抗裂混凝土在工作井侧墙施工行业内的首次应用；
在盾构段研发盾构隧道新型防水体系，通过防水理论与试验研究，得出了科学的防水结构布置，形成了“内外兼修”的超高水压盾构隧道综合防水新体系；
制定管片生产质量控制指标，严格控制管片生产精度，提高管片生产质量，同时，采用先进的管环上浮测量系统，可自动测量管片上浮数据，可视化查看数据趋势；
严控掘进参数，制定不同地层不同埋深下盾构掘进参数，盾构机中心线平面和高程偏差严格控制在50毫米以内，严格控制盾尾间隙，做到“勤纠缓纠”，盾构机水平、垂直姿态控制较好；
研发双液浆新材料，缩短双液浆凝结速度，制定双液浆质量试验检测办法，优化双液浆施工工艺，严格控制双液浆指标，根据盾尾注浆管路分布合理分配注浆量及压力，上浮和错台控制较好，成型隧道线型较好，隧道内无渗漏水情况。
FM101.1江苏交广网主持人
于 洋
被称为“万里长江第一隧”的海太长江隧道即将刷新盾构隧道建设纪录，在科技创新方面有哪些值得期待的探索？
江苏省交通工程建设局隧道处处长
王 峻
海太长江隧道建设团队联合近60所高校及科研单位，汇集世界顶尖的设计、咨询、施工、监理团队，从结构、防灾、装备、绿色、智慧等角度进行优化创新，打造了项目八大亮点：
一是首创救援车专用通道技术，实现隧道内任意事故点可快速疏散救援；
二是首创盾构隧道管片DDCI新型连接构造，提升隧道结构刚度、防水性能及韧性，解决大断面盾构隧道在软土地层容易变形过大的难题；
三是首创超长隧道区段式排烟新理念，解决超长隧道因排烟口数量多导致的漏风量大、控制复杂的难题；
四是采用新型超高性能水泥基防火复合材料，首创防火与结构一体化烟道板；
五是首创新型烟道板牛腿结构，烟道板牛腿采用锚栓锚固三角架，架设烟道板后进行牛腿浇筑，大幅提高了烟道密封性；
六是采用全预制盾构隧道内部结构，提升盾构隧道内部结构质量及施工效率；
七是首创采用风能、太阳能清洁供电，配合储能系统，构建隧道大容量自洽多能源协同供应系统，建设全国首个“零碳隧道”；
八是综合运用BIM（建筑信息模型）、大数据、物联网、云计算等先进技术手段，改进施工组织与人员交互的方式，实现全方位、多模态工程管理模式。
FM101.1江苏交广网主持人
于 洋
您刚才提到海太长江隧道要打造全国首个“零碳隧道”，这将如何实现呢？
江苏省交通工程建设局隧道处处长
王 峻
海太长江隧道在设计阶段，就针对零碳长寿命路面铺装、隧道废气净化、温度与噪声控制、光环境营造等关键技术开展了针对性设计方案论证。
在施工阶段，我们结合关键工序，明确项目碳排放目标，制定碳排放监测方案，提出施工期典型降碳工艺技术及管理措施，以碳排放监测数据溯源项目碳管理成效。我们还推广了江阴靖江长江隧道相关技术成果，对渣土和废弃泥浆的应用规模预期将超过400万立方米，预计实现二氧化碳减排量超过6万吨。以风力发电系统、太阳能发电系统为隧道清洁供能单元，依托电化学储能、氢储能等灵活调节资源，实现能量多时间尺度互补互济与源-荷动态平衡，构建隧道大容量自洽多能源协同供应系统，降低全寿命周期碳排放强度，突破可再生能源深度开发与高效利用的瓶颈。
《交通在线》全媒体节目由江苏省交通运输厅、江苏省广播电视总台携手打造。节目宗旨是传播交通资讯，弘扬交通文化，服务百姓出行。节目邀请交通领域重量级嘉宾做客江苏省交通运输厅全媒体直播室与江苏交通广播网主持人进行访谈。节目在FM101.1江苏交通广播网、大蓝鲸APP播出，并在“江苏交通”微信、微博呈现。
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