中铁十四局大盾构公司承建的济南市济泺路穿黄隧道工程，南起泺口南路，向北穿越二环北路、绕城北高速、黄河，在邯济铁路西侧接现状309国道，连通主城区和济北次中心，是实现助力济南新旧动能转换起步区建设和济南新一轮规划发展及新旧动能转换的标志性工程，也是济南市落实黄河流域生态保护和高质量发展国家战略的重大工程。
隧道全长4.76公里，其中盾构段长2519米，主线段采用双洞隧道、公轨合建、双向六车道布置，是我国已建成超大直径的盾构隧道之一，是黄河流域首条公轨合建的交通隧道，也是世界上超大直径盾构隧道首次穿越地上悬河，被誉为“万里黄河第一隧”。
2017年11月28日，工程启动奠基。2019年9月20日开始，两台超大直径泥水平衡盾构机“黄河号”和“泰山号”先后始发掘进；每一台盾构机长166米，总重4000吨，装机总功率8688千瓦，最大推力199504千牛；刀盘开挖直径15.76米，相当于5层楼高，刀盘主驱动的核心有14个变频电机，总功率4900千瓦。施工期间，建设团队攻克了“老胶泥”地层造成的管道磨损、卡泵、吸口堵塞等一系列世界级难题，在历经511天掘进后，东西线隧道相继贯通，平均每天平稳掘进10.8米，最高月进度370米，创造了同类隧道施工的最新记录。2021年9月29日，全线通车。国家最高科学技术奖获得者，中国工程院院士钱七虎称赞该工程是“一座以科技为支撑的高质量工程”。
设备适应性优化升级，鏖战复合地层多重“夹击”。济泺路穿黄隧道工程穿越地层主要为黏土和粉质黏土层，细颗粒含量高，掘进过程中易产生大量的废浆，土质黏性高，刀盘易结泥饼，排泥吸口易堵塞。其中盾构段最低点位于土石结合面上，地层夹杂大块钙质结核，在盾构掘进中，易造成刀具磨损、刀齿崩断、出浆管磨损、吸口及出浆泵堵塞，排浆困难，严重影响掘进工效。最困难的时候，一环掘进耗时高达26小时，前后拆卸19次排浆泵，共掏出58块钙质结核。粉质黏土令每环产生的废浆量达1000立方米以上，浆液处理难度极大。为应对“乱石区”，建设团队创新工艺工法，加强设备适应性改造，在泥浆泵前端加装液压双循环采石箱，应对卡泵问题，将出浆管自身旋转180度、进浆管和出浆管互换、提前焊接钢板补强等方式解决管道磨穿难题。穿越1公里的“钙质结核密集区”，在出浆管打了1000多个“补丁”。面对粉质黏土，建设团队通过对盾构机选型优化设计，调整刀盘开口率、改进刀盘中心冲刷等措施，降低黏土地层对盾构掘进的影响，同时加大攻关，通过废弃浆液的高效处理、压滤废水重新造浆等，做到施工零排放并推动渣土的资源化再利用。
多方协同科技攻关，创新探索打造“科研隧道”。管片、箱涵拼装质量是最终决定隧道成型质量的关键。施工过程中，建设团队对管片模具、箱涵模具制造技术进行创新。为提高轨道式生产线的运行精度，管片模具在国内首次采用三对轮轴，同时在基础设计时采用精密水准仪测量，提高模具行走的精度控制。箱涵模具首次采用数控铣床加工平台加工，加工精度为0.5mm，首次采用重载精密直线滚动导轨作为所有内、外模的开合运动导轨，确保箱涵拼装的精度。在公轨合建隧道中首次采用π型预制箱涵同步施工工艺，同步施工箱涵首次采用可调节箱涵，方便交通组织，提高了拼装精度，节省了工期。自主研发“箱涵精调台车”，箱涵拼缝错台控制在±10mm之内。管片生产研发了国内第一条15m以上的自动化管片生产线，研发了管片抹面机器人、管片3D智能检测系统，开展20余项技术创新，系统性的研发了《超大直径盾构管片生产线设计及生产创新技术》；发明“弧形内衬台车”，一次浇筑成型，工作效率提高1.5倍；成功实现大跨度、全断面路面一次摊铺成型，提高结构质量。盾构机顺利实现气囊密封干接收，节约工期90天。通过优化同步注浆参数等技术措施，成型隧道不渗不漏，管片平均错台控制在2毫米以内。此外，建设团队充分发挥中铁十四局多年来在水下大盾构施工领域积累的核心优势，依托钱七虎院士等组成的专家团队、企业内部科研平台等开展科技研讨，成立“李海振创新工作室”，与山东大学等高校合作，对19项科研课题攻关，先后申请专利67项，将工程打造成“科研隧道”。在施工实践中形成的《在建济泺路穿黄隧道超大直径盾构工程创新与挑战》《济南市济泺路穿黄隧道施工关键技术》《BIM技术在济南黄河隧道中的应用》等技术成果分别获得山东省土木建筑工程建造技术交流会“十佳成果”奖、第二届山东省地下空间工程技术“十佳创新成果奖”、第三届“优路杯”全国BIM技术大赛金奖等奖项。
信息化技术加持，助推超级工程智能建造。项目建设期间，建设团队自觉履行高水平科技自立自强使命担当，不断应用新技术、新工艺。大数据、BIM、物联网技术等成为这一超级工程的强大支撑。BIM技术贯穿隧道设计、施工和运维的三个阶段，实现工程全方位、全过程、多维度、可视化的有效管控；管片预制采用国内领先水平的盾构管片智能化生产管理信息系统，每块管片均有信息芯片，实现了管片预制信息化及可追溯性，研发的盾构管片智能化生产管理信息平台，实现整体生产流程统一管控和集约化管理，促进生产管理效率提高；盾构智慧监控系统实现数据实时采集、数据分析和预警；两台盾构机全面推行“设备信息化管理系统”，设备完好率达96%以上，盾构施工稳中有快，最高日进尺20米，最高月进度370米；同时，隧道还运用大直径盾构隧道结构健康监测技术，实时采集、分析隧道运营安全数据。每条隧道布设9个健康监测断面，自动采集并计算管片及箱涵应力、螺栓轴力、水土压力、结构收敛等参数，实现数据三维可视化、数据分析、参数预警。
项目自立项之初就受到社会各界高度关注，先后30000余人到现场参观，人民日报、新华社、中央电视台等中央级、省部级媒体进行高频次报道。项目建设也得到了各方肯定，先后荣获“全国工人先锋号”“山东省委组织部干事创业好团队”“济南市工人先锋号”、中国铁建“十大楷模”等荣誉。
（大众日报客户端记者 戚加绚 通讯员 林凤 田宇）
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