美因茨一弗赖堡

海底兩萬米

2018-12-13 集團副總經理 張哲軍

2006年1月,是青島一年中最寒冷的日子,連膠州灣灣底海域都結了薄冰。1月8日,膠州灣隧道工程獲得了國家發改委正式批復。消息在膠州灣兩岸迅速傳開。寄托著幾代青島人的夢想,歷經23年編制的跨海藍圖,就此破冰而出。

市政府確定由國信集團負責投資、建設、運營膠州灣隧道項目。集團安排我協助集團領導具體負責隧道建設。此后的6年多時間里,我和建設團隊的同事們以及參建的三千鐵軍,就在這40多米水深下的隧洞內,頭頂著萬頃海水,冒著塌方、冒頂、突水的危險,一寸一寸地爆破、掘進,過“鬼門關”似地先后安全穿越了13條海域斷層、5條陸域斷層,成功開挖了18米高、27.8米寬、面積達398平方米的超大斷面,在市區端構筑了設計有兩條匝道的“海底立交”。

那真是“壓力海大”的日子!隧道全線貫通時,山東電視臺的記者做現場直播時,問我整個隧道的長度,我將兩條主隧道和一條服務隧道相加,得出了約兩萬米。博識的記者隨即想到了凡爾納的小說《海底兩萬里》,確定直播的標題就叫《海底兩萬米》。我頓時心生感慨:兩萬米,兩千多個晝夜,這是我人生中刻骨銘心的時空啊!

初識海底工程的風險,是在海域地質勘探階段。

隧道跨海域段有3950米,地質條件非常復雜。從1993年起,市里先后委托勘測單位做了4次物探勘察,初步探明該隧址區斷裂層裂隙發育密集,分布有十幾條斷裂破碎帶,使得海水與隧洞地下水相互連通。這每一條斷裂帶,都是懸在建設者頭上的達摩克利斯之劍!在隧道設計、施工之前,必須經過細致、準確的地質詳勘,進一步探明海底的圍巖情況,以便制定應對之策。

地質詳勘于2006年4月正式開鉆,沿線共布置了61個鉆孔。經海事部門批準,鉆探船在膠州灣灣口實施作業。

這里恰好是膠州灣億噸大港繁忙的主航道,3公里寬的灣口每天有300多艘萬噸以上的貨船進出。春夏之交,正是青島的霧季,海上能見度最低時,船頭看不見船尾,作業風險非常大。開鉆不久,15天內連續發生了四起大型貨船與鉆探船擦碰事故。最嚴重的一次是在 ?月 ?日凌晨,一艘30萬噸的外籍油輪在7艘引航船的引領下,似乎對正在前方海域拋錨作業的鉆探船視而不見,排山倒海地朝著鉆探船徑直壓過來。只有一千多噸的鉆探船與那艘巨無霸相比,如同停在高速路上的一只甲蟲。船上的工人們驚恐地朝著萬噸巨輪揮手狂喊,有的趕緊整束救生衣以防不測。萬幸的是油輪只是與鉆船側刮,將鉆船2.8公分粗的鋼纜,像拽發絲一樣拉斷了。引航拖輪則直接與鉆船碰撞,將鉆船撞出約100米,拉斷了兩根錨繩。我在睡眠中接報后,立刻乘船趕往現場,看到工人們在受損的船上仍然驚魂未定。我們請勘探單位給市政府寫了緊急報告,市政府分管領導閱報后當即給海事部門負責人打電話,要求他們加強引航,確保海上鉆探船只和人員安全。

地質勘探共完成進尺達2361米。我們選取了一批有價值的巖芯,統一編號后精心存放起來。這可是滄海桑田億萬斯年來膠州灣海底第一次被取芯做“體檢”的成果。封存時,我撫摸著冰涼的巖芯,卻感到是那樣的溫潤。

在勘探期間,為了確保詳勘方案切實可行,使得勘探工作一舉成功,我們和勘探單位分別邀請青島本地和國內的頂尖地質專家,對方案進行了三次論證。第三次論證會邀請了王思敬、錢七虎、徐世哲、秦蘊珊、馮叔渝、張宗祜共6名兩院院士參加。院士們大都從事工程地質類專業,這種專業背景,給人一種從地層深處散發出來的深邃、嚴謹、厚重的感覺,使人肅然起敬。這些國寶級的專家,對這條中國大陸第一批建設的海底隧道表現出了極大的興趣。

王思敬院士被大家推舉為專家組長。王院士是中國科學院地質研究所研究員,我國著名的工程地質、環境地質和巖體力學專家,長期致力于水電、礦山、國防和環境工程等方面的科研生產工作。王院士的眼睛看起來特別有穿透力,平和中透著幾分冷峻。論證會在他的引導下,絲絲入扣,如剝春筍,錯綜復雜的膠州灣地質似乎被層層打開,經過條分縷析,逐步清晰起來。

錢七虎是軍隊系統的院士,一身戎裝,白發盈寸,虎虎生威。錢院士長期致力于防護工程的教學與研究工作,為形成我國防護工程理論體系和計算方法作出了重要貢獻。上世紀八十年代,他在南京解放軍工程兵工程學院任院長時,就是全軍著名的模范人物。當時我在部隊工作,曾經參與過對他的宣傳。在青島見面,我向他提及此事,彼此感到非常親切。

馮叔渝院士是著名爆破工程專家,50年代最早將蘇聯大爆破技術引用到我國的鐵路新線建設中,提出的定向爆破筑壩設計理論和壩體堆積計算方法等,已被國內工程普遍采用。馮院士年逾八十,是專家中的長者。到對岸薛家島踏勘現場那天,乘船時老人家瞇起了眼睛,隨著輪渡晃晃悠悠地打著瞌睡,我們對他的身體有些擔心。但是下船后到達洞口位置,雙腳踏上被風化成礫石的山坡時,老人家頓時雙目放光,腳步有力,攀高蹬坡,不時撿起各種巖石在手里摩挲著、擊打著,使我們大為感慨什么是專業精神和專業的力量。

論證會期間,我們特地請人對專家發言做了速錄。專家們侃侃而談,打字員神速錄入,一天下來即有4萬多字的文稿。會后,我們組織勘探單位對照專家的發言,又認真“反芻”了一遍,將專家意見做了充分消化和吸納。

首戰告捷!詳盡的詳勘成果,為后期的設計、施工提供了準確的依據和有力的保障。

2008年5月21日,膠州灣隧道黃島端斜井正式進入海域段施工。服務隧道和左右主洞已順利穿越后岔灣社區地下,分別掘進達1175米、793米和928米。

進入海底施工,是大家摩拳擦掌的期盼,一旦來臨之后,又倍感緊張。

施工前,我們邀請國內知名地質和隧道施工專家,專題研究歸納出了海底隧道工程的九大主要風險,排在第一位的就是透水。上個世紀八十年代由高倉健、吉永小百合、三浦友和主演的日本電影《海峽》,反映的就是日本青函隧道施工中發生冒頂事故,洶涌的海水進入隧道,造成了重大損失。后來我聽有的專家講,青函隧道內涌進的海水里,都能看到魚。當年看電影是作為藝術去欣賞的,今天自己也成了海底隧道建設者,再回想影片中的慘烈場景,有一種近距離的恐懼。

針對可能出現的透水風險,我們在做好準確詳盡的地質詳勘基礎上,制定了包括專家團隊、技術方案、設備保障等一系列預案。采取綜合超前預報手段,是膠州灣隧道施工的一大特色。其中有利用斷面較小的服務隧道超前掘進,為主洞預探前方水文地質情況。早在設計階段,圍繞是否設置服務隧道,專家和設計人員產生了不同意見。我們在考察、搜集和研究國內外同類工程建設經驗教訓的基礎上,確定設置并先行施作服務隧道。就像是戰斗中的先頭部隊,服務隧道提前出發,超前掘進,與主洞保持著一百米左右的距離,及時將前方遇到的水文地質情況偵察清楚,使得主洞施工有備無患。隧道通車后,服務隧道就成了設備檢修和搶險救援通道、市政和通信等管線過海的管廊。在整個施工開挖過程中,每一個斷面至少布設3三至五個超前探孔,綜合利用施工地質調查、紅外探水、地質雷達等方法,進行超前地質探測,預報不良地質體(帶)的位置、規模和性態,進行圍巖類別的確認。施工期間累計開挖超前探孔六萬米,可沿隧道折返五個來回。此外,鑿巖臺車、噴射混凝土機械手、仰拱棧橋、大型注漿設備、多功能鉆機……隧道內幾乎集合了國內外最先進的隧道施工設備。掌子面開挖是隧道施工最危險的區域和工序,透水、掉塊、塌方、爆破事故等等,通常是在這里發生。由于采用了現代化程度很高的大型鑿巖臺車,掌子面開挖時現場只需要三至五名工人,極大地降低了施工風險。

2009年5月6日,左線隧道累計完成開挖支護1772米,入海278米。右線隧道累計完成開挖支護2799米,入海1329米。服務隧道累計完成開挖支護3555米,入海1745米。隧道兩端共開設11個作業面,已全部處于海域段作業。

當前晚上9點多鐘,我突然接到了對岸薛家島端隧道探孔出水的電話。當時兩岸間的末班輪渡已經停運,我立即駕車駛向膠州灣高速公路。那是立夏的第二天,天氣晴暖,月光皎潔,膠州灣波光粼粼。風景與我無關。我快速駛過67公里長的環灣高速,直接進入出水隧道現場。出水位置在離洞底約7米高的掌子面上,海水從手腕粗的探孔噴涌而出,每分鐘出水量達156升。海水濺到臉上,是咸的。這是透過斷層破碎帶流進來的原汁原味的海水,它的源頭是無窮無盡的。

集團領導、我的同事們紛紛趕到了,施工、監理、設計、超前地質預報和監控量測等單位的管理和技術人員也齊刷刷來到現場。嘩嘩的流水聲里,大家神色凝重,腳步匆匆,略顯緊張,但很快就穩定了下來。前期精心準備的“功課”現在發揮了作用。大家迅速確定了注漿堵水方案,利用鑿巖臺車,將能夠快速凝固的超細水泥漿,強力注入出水的裂隙帶里,把海水封堵在了巖石外層。此后,分別采用斷面局部小管棚超前注漿、周邊帷幕注漿、全斷面超前帷幕注漿、局部徑向注漿堵水等方案,成功穿越斷層破碎帶和節理裂隙帶30多條,注漿堵水段次60多個。

首次注漿結束后,我們召開了“膠州灣隧道工程穿越不良地質注漿堵水加固技術專家研討會”,邀請包括3名院士在內的專家對注漿堵水方案及效果進行評估。專家們現場踏勘后,在評價中慷慨使用了“固若金湯”一詞。

如今,膠州灣隧道已正式啟用了兩年多。按照設計標準,這條隧道的排水量為每日七千噸,但實際只有三千多噸,得到了業界的高度肯定。


作為隧道工程專家,中鐵西南科學研究院副院長嚴金秀見證了膠州灣隧道建設的全過程。身為女性,從事地下工程有諸多不便。有的施工單位有條不成文的陋習:不允許女性進入隧道。我們開玩笑說嚴金秀是“女神”,誰還敢不讓進?因此,洞里洞外,經常能見到她的身影。2010年4月28日,隧道全線貫通后,嚴金秀親自撰寫了《科技鑄蛟龍 創新鍛品質》一文,用心總結概括了膠州灣隧道建設中取得的重大創新和突破,分別是:首次實施第三方超前地質預報,首次采用鑿巖臺車鉆孔注漿,首次采用高性能噴射混凝土,首次采用可維護防排水系統,首次實施第三方監控量測,首次采用機械噴射手噴射混凝土。

膠州灣隧道是大陸第一批開工的海底隧道。作為建設單位,國信集團是第一次接觸地下工程。當初,我們并沒有刻意追求實現多少創新和突破,只是抱著一種“戰戰兢兢,如履薄冰,如臨深淵”的心態,一絲不茍地做功課。對工程中遇到的所有專業上的懷疑、猜疑和質疑,寧可信其有,不可信其無。有一家專業地質單位的技術人員對詳勘后某一區域的地質結論提出質疑,負責勘探的單位感到胸有成竹,不打算予以回應。我們請來地質專家主持,安排雙方面對面“交鋒”,有問必答,有疑必辯,最終消除了質疑方的疑問。此后,我們還主動邀請這家單位的技術人員進入隧道補充勘探的現場,進入隧道施工的掌子面,參與地質專業分析會,將一場誤會變做了不放過一個疑點的專業“對撞”。

廈門翔安海底隧道比膠州灣隧道早開工近一年,施工中遇到了非常復雜的地質變化,有的掌子面被迫停工達半年多。我們開工前多次派人去翔安隧道現場取經,與建設單位以及設計、施工、監理人員專題座談,請先行者給我們以提醒和預警。我們還專門邀請翔安隧道建設指揮部的負責人到青島,一下子給他列了20多個需要請教的題目,花了一天時間進行咨詢和交流,光記錄就整理了兩萬多字。

重大工程需要科研的配合和支撐。我們在廣泛調研和征求意見的基礎上,從近百個題目中篩選出了一批科研課題,涉及到了隧道工程設計、施工和運營等各個方面。2006年9月,我們邀請了北京交大、西南交大、中國礦大、南京大學、中鐵西南院等專業院校以及設計、施工單位的專家們,利用兩天時間逐個進行了究討論,討論發言記錄了近四萬字。此后,又經過認真調整和補充,最終確定了23個科研課題。這些課題把握了國際上隧道工程界的新技術、新材料、新工藝以及先進的建設經營理念,緊扣膠州灣隧道特點和難點,既有很強的針對性和實用性,又保持了適度超前。國信集團投入近兩千萬元,委托國內外權威科研機構承擔了課題研究和攻關任務。在我們的組織和協調下,負責課題的專家和技術人員經常吃住在工地,到現場搞研究、接地氣,克服了工程科研課題常見的拿課題費、閉門造車、發表論文或評獎后便束之高閣的現象。其中的最小巖石覆厚度研究、超前地質預報研究、防排水系統研究等課題成果,都被同步運用到了設計、施工中,在關鍵環節發揮了重要指導作用。同時,國信集團還申請了兩億元的技術援助貸款,支持和鼓勵設計、施工單位加大科技投入,提高工程的技術含量。




2011年6月30日,膠州灣隧道順利竣工通車。典禮如儀。由市民私家車打頭組成的車隊緩緩駛入隧道。棄舟駕車橫越膠州灣,千百年來的夢想一朝成真。我們原本打算隧道竣工后建一座通車紀念碑,我連碑文都擬好了。后來由于種種原因,紀念碑沒能修建。但我想,無形的紀念碑其實在膠州灣隧道開啟第一鉆、爆破第一炮的時候,就已經開始澆鑄了。它大象無形,千秋永存。這里,我不揣拙陋,將當時起草的碑文附后,權作寄托。


膠州灣東臨嶗瀛,西引海右,南北連接半島,環灣重鎮棋布。三萬余傾海灣,控扼交通咽喉,隔岸燈火相映,青黃不能鏈接。每遇風霜雨雪,舟車不發,商旅難行。百年青島,望洋興嘆!

環灣保護,擁灣發展,青島面臨世紀蝶變。突破瓶頸,跨海通達,成為重大歷史選擇。市委、市政府長謀遠略,因時因地,提出建設海底隧道宏偉構想。凡事預則立,不預則廢。工欲善其事,先利其器。方案比選,數易其稿;專家評估,各抒己見;市民聽證,議論風生。科學決策,體現嚴謹、審慎、務實作風;縝密構想,彰顯安全、環保、人文精神。

公元二零零六年一月,膠州灣隧道工程獲國家核準。二零零七年八月,國信集團奉市委、市政府重托,舉資三十四億,修建海底隧道。三千鐵軍,氣勢如虹。九百晝夜,感天動地。越斷層,穿裂隙,頂坍塌之險,冒突水之虞,精衛填海風濤在,愚公移山有來者。資深院士,知名大師,屢屢深入現場踏勘,頻頻參與技術論證。專業院所,權威機構,踴躍承擔科研課題,提升工程科技品質。沿線居民,顧全大局,犧牲小我,盡顯主人襟懷。駐軍官兵,義施援手,慷慨相助,光大魚水情誼。各級管理者殫精竭慮,臨深履薄,科學組織,合理調度,精心打造人文隧道、科技隧道、環保隧道。

二零一一年六月,膠州灣隧道如期竣工通車。潛龍入黃海,微瀾動水面。壯哉千秋業,美哉新景觀。為銘記參建人員之卓越貢獻,感謝社會各界之傾情相助,特撰此文,書以永志。

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