厦门:翔安隧道工程难度高 如何打通有大智慧

●开挖前如何侦探地下地质秘密？

●海底几十米下遇到烂泥带，如何挺进？

●450米长透水砂层，怎么“烘干”？

“翔安隧道的服务洞已经成功穿过了富水砂层，隧道整体已经掘进了2300多米，完成了总工程量的40％左右。”8月31日下午，厦门路桥公司总经理黄灵强透露了这一备受关注的工程最新进展情况。他说，从厦门岛内15分钟到达翔安的梦想将会在2009年成为现实。

在浩瀚的大海下挖掘一条隧道，这在国内尚属第一次。正因如此，翔安隧道一开始就吸引着全国乃至世界的目光。据工程指挥部负责人介绍，这一工程的难度也是世界级的，要打通这条隧道，有三大地质难关是必须过的。

首先是要在软塌塌的全强风化层 （类同泥土）下挖隧道，这是一个支撑强度很差的软弱地层，稍有不慎就可能造成大面积塌方。其次要通过水淋淋的透水砂层，很容易形成透水、透砂事故。

最危险的，要数海底的风化深槽。这是隧道将遇到的最大麻烦，尽管它在海底几十米下方的地质深层，却仍然是烂泥一堆。在烂泥上挖一个长长的大洞，难度可想而知。更糟糕的是上面覆盖着几十米深的海水，单单水压就大得吓人。强大的压强，一旦处理不好发生涌水事故，整个隧道都有报废的危险。

问题是，我们国内还太缺乏海底隧道的工程经验。有人说，火焰山好过，但海底隧道难挖。那么，厦门的这个隧道怎么挖？一系列的难题怎么解决？能不能保证不出质量和安全事故？带着这些问题，我们走进了海底深处的翔安隧道施工现场。

难关 开挖前如何侦探地下秘密？

挖海底隧道，显然不能像农民挖地窖一样，挥着锄头“吭哧吭哧”地瞎挖一气，挖到什么算什么。毕竟，翔安隧道的左右隧洞都是三车道的，单边隧道宽14．5米，高度达10．5米，横截面达到122平方米。上面还要承载几十米高的大地和几十米深的海水。

那么，怎么才能预先知道前方到底有没有烂泥层、松土层？会不会发生海水大泄露呢？

这时候，地质预报就成了不可缺少的“透视眼”。翔安隧道的地质预报主要有5大手段：

首先是利用TSP地震波探测。这项技术是利用地震波反射原理，能长距离地预报隧道施工前方的地质变化，如断层破碎带和其它不良地质带，其准确预报范围为前方100—150米。

其次是地质雷达探测，这是一种对地下不可见的目标进行定位的电磁技术，探测深度比地震波探测浅，只有10－30米，但准确性更高。还有就是红外探水和水平钻孔，通过这两个手段，不仅可以提前知晓隧道前方水分布情况，还可以直接获得前方地质状况的直接证据。

地质预报还有一个关键手段是：服务隧道超前掘进，作为地质先导洞。服务隧道是海底隧道左右两个行车隧道中间的一个小隧道，是用来发生险情时逃生和日常维护、抢险的。但在隧道挖掘阶段，这个服务隧道可以先行掘进几十或上百米，以提前探明隧道前方真实的地质情况，成了地质先导洞。

难关 松软的泥土碎石带怎么挖？

翔安隧道左右两个隧道的横截面都达到122平方米。这是迄今为止全世界横截面最大的海底隧道。横截面越大，隧洞也就越大。偏偏这样大截面的隧道，要通过松软的泥土碎石地层（全强风化层），如果全洞一次性开挖掘进，塌方的风险就非常大，难以保证施工安全。

CRD工法就是巧妙解决这一难题的好方法。具体做法是，先将隧道半圆截面划成四块（如图），然后分块挖掘。先挖上面的小块，挖完后在四周用钢筋水泥迅速支撑保护，上面挖完后再挖下面小块，挖完后同时做支护。这样松软土层产生的压力就能够得到很好的分解。等四块全部挖完后，再做整个隧道的四周做支撑保护。就通过这样简单科学的方法，使全强风化层下的隧道迅速掘进。

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翔安隧道

翔安隧道，也是厦门东通道。隧道南起自厦门岛五通，与岛内仙岳路和环岛路对接，穿越厦门东侧海域后，止于厦门市翔安区西滨，与翔安大道和规划中窗东路对接。

工程全长8．69公里，其中海底隧道长约6．05公里，跨越海域宽约4200米，是国内第一座海底隧道。设计采用三孔隧道方案，两侧为行车主洞各设置3车道，中孔为服务隧道。隧道最深处位于海平面下约70米。

翔安隧道是厦门市本岛第三条进出岛公路通道。工程的建成将显著提升厦门城市功能，拓展城市发展空间，促进区域社会经济协调发展，大大改善厦门市东部地区的投资环境。

翔安隧道工程总投资约为31．97亿。整个工程按100年的设计使用年限确保工程的安全性和耐久性。预计建设工期为4年，将于2009年底前通车。

目前，全长6．05公里的海底隧道已经完成挖掘2300多米，总体完成约40％左右。

大隧道里有大智慧（下）

●开挖前如何侦探地下地质秘密？

●海底几十米下遇到烂泥带，如何挺进？

●450米长透水砂层，怎么“烘干”？

难关 透水砂层像海绵怎么“拧干”？

在海底隧道翔安端的滩涂下，覆盖着450米长的透水砂层。这样的地层既像一块浸满水的海绵，又像一个装满水的筛子。在这样的地方挖隧道，存在严重的涌水、塌方、透砂风险。

怎么办呢？工程人员采取了一个“地下连续墙井点降水”办法（如图）。

首先在滩涂上筑围堰，将海水驱逐出去，使滩涂成为真正的陆地。然后在滩涂内，也就是在隧道上方地表，划定一个长方形的工作面。沿着这个长方形的四周，挖深深的壕沟，再在这个壕沟内注入钢筋水泥，使这里形成隔水的围墙。

这时候，长方形范围内的水已经无法和外面的水连通了，但长方形范围内仍然是包含着水的。怎么把这里的水排空呢？

挖井自然是最直接有效的办法。一两个井显然是不够的，工程人员在这个区域挖掘密密麻麻的深井，让土壤中的水流向这些井里，然后立即抽干。

土壤里没有水了，隧道也就好挖了。目前，这一工段的隧道已经挖得差不多了，进入了收尾阶段。

难关 全是烂泥层，隧道如何掘进？

翔安隧道的整个海底段，必须通过四个泥水混合的烂泥区，也就是海底风化深槽。这些区域少则几十米，长的百余米。在海底烂泥下修建一条隧道，似乎怎么想象，都是不可思议的。但工程人员找到了解决这一难题的答案。

这个办法的第一步，就是在隧道进入烂泥区前，在已经开掘的隧道尽头（俗称掌子面）修一个平整面。第二步是在这个平面上钻一个个直接串入烂泥区的小孔，然后在这个小孔上用注浆机注入强力速干水泥，使前方的烂泥迅速板结凝固。这样的小孔密密麻麻地布满整个掌子面，总共有118个。大量的速干水泥浆就是通过这些小孔注射到风化深槽的烂泥中去的。

这样，前面的烂泥很快就板结成了一块比岩石还坚硬的水泥块。注射孔并非全部平行注入的，而是扇形放射状注入的，所以前方的板结区也就比隧道的横截面大得多。

下一步钻隧道，就像是在一个巨大的岩石中凿一个孔，烂泥区也就不成问题了。

据翔安隧道工程指挥部总监理工程师曾超博士介绍，最深的地方，烂泥层有40米高，上面还覆盖着30米深的海水，产生的压力巨大（0．7兆帕左右）。因此，注浆机必须有强大的压力，才能将水泥注入。现在使用的意大利注浆机功率巨大，最大可以产生3兆帕的压力，注入水泥的压力足以穿过水表，直到喷出海面，所以要对注浆压力进行很好的控制，一般控制在水泥注入30米左右。

工艺难度决定了进度，现在A1标段碰上了风化深槽，进度也小心翼翼，1天最多挖1米。据工程指挥部相关负责人介绍，中国掌握的全断面帷幕注浆技术，是世界最先进的。翔安隧道为了固定破碎岩层，用的速干水泥浆是“复合型”的，凝固快，堵水效果好，价格是普通水泥的七八倍。施工设备也是世界最好设备，在这种技术条件下，风化深槽在技术上不存在难题，也就是说，通过这一区域，仅仅是时间问题。

难关 隧道深处哪里借来氧气？

解决了这三个关键性难题，从技术上看，挖通翔安隧道已不成问题。但翔安隧道项目全长8．69公里，其中海底隧道长达6．05公里。在长长的隧道中间，氧气势必非常稀薄，加上将来大量的汽车涌入，中间段没有新鲜空气的注入，那也只能是一个“死亡隧道”。

为解决这一问题，翔安隧道特意设计了两个通风竖井，分别位于左行隧道厦门方向进入后的1公里左右，和右行隧道翔安方向进入后的一公里左右。

通风竖井可以把新鲜空气引入隧道内，然后通过连通左、右隧道的人行横洞、行车横洞遍布整个隧道的中间区域 （隧道的人行横洞有12个，行车横洞有5个，横洞的间隔为300米1个）。

通风竖井穿过厚厚的地表，直接通向地面。在地表上，特意还设置了两个造型很有观赏性的通风塔