列车穿行“过海”，这些技术显神通

经过三年多的战斗，中国第一条地铁隧道——青岛地铁1号线海底隧道最近已经成功竣工。隧道总长8.1公里，最深点距离海平面约88米。这是中国最深的海底隧道。

中国铁路第三工程局青岛地铁1号线海底隧道工程总工程师张富强参与了青岛地铁1号线海底隧道的施工。他告诉《科学日报》，作为中国最深的海底隧道，青岛地铁1号线海底隧道海底段的纵坡呈“V”形，最深点距海平面约88米，每平方厘米承受至少4.2公斤的水压，相当于每延米隧道承受300辆汽车的压力。

准确识别穿越18个断裂带的风险

断裂带被认为是海底隧道建设的最大障碍。地铁1号线海底隧道工程地质复杂。主要岩性为花岗岩、安山岩和凝灰岩。它穿过18个断裂带。断裂带与海水直接相连。施工过程中容易发生坍塌、渗漏和突水。安全风险等级为一级

为了控制风险，施工单位结合了世界上最先进的地质探测和预测方法。通过系统的对比分析，消除了误判和误判，实现了对风险的准确预测和识别。在此基础上，对风险点采取有针对性的预处理措施，提前预防和控制风险。

例如，利用地震勘探原理采集、处理和分析爆破作业产生的地震波的TSP法，可以区分隧道开挖前地质体的性质，包括软弱围岩带、含水条件、节理裂隙发育带、断层等。一般来说，探测和预测的深度可以达到200米左右。

高分辨率电法原理以岩体为介质，根据岩石电阻率成像探测识别裂隙带中的隔水层厚度、含水和导水构造等地质构造。

Georadar利用高频电磁波技术收集反射信号，判断是否有被测目标及其距离。"上述方法的综合运用大大降低了施工过程中的风险."中铁三局青岛地铁1号线项目经理胡红星表示。

控制爆破振动减速对外界的影响

海底隧道的施工方法主要有钻爆法、沉管法和掘进机法。钻爆法因其适应性强等诸多优点成为主流方法。然而，在青岛地铁1号线海底隧道的建设中，遇到了新的情况。

从地图上看，跨海隧道和现有的胶州湾海底隧道相互平行，相距150米。这么近的距离，如果爆破强度掌握不好，很可能会对胶州湾海底隧道的正常运营产生很大影响。

如何将对胶州湾隧道的影响降至最低？"我们的对策是钻更多的孔，放更少的药，控制爆破速度."胡红星表示，施工人员在施工隧道和运营隧道内布置了测点，提取了实测振动数据，结合海底地铁隧道的地质和施工条件，建立了爆破振动变化规律。通过研究爆破施工对运行中的胶州湾海底隧道结构的振动影响规律，总结研究海底地铁隧道合理的爆破施工参数，得出主装药、单级装药、最大爆破循环进尺等主要参数的控制指标，从而使运行中的胶州湾海底隧道因爆破施工而产生的爆破振动速度最小化。爆破时，施工人员先爆破岩石内部，然后逐层向外爆破，以尽量减少爆破对外部的影响。

机械化利用率高，最大限度地减少了劳动力

建筑的安全和效率离不开各种先进机械的帮助。为了啃跨海隧道的“硬骨头”，施工人员使用了十几台国内外先进的机械设备，包括一台从瑞典进口的三臂凿岩台车。

胡红星介绍，三臂凿岩台车是一种全自动计算机控制的隧道凿岩设备。施工人员将相关参数输入计算机后，小车可以自动定位。三个长度超过十米的重型液压钻臂可以同时钻孔，钻孔的方向可以根据设定的开挖参数自动控制。

“以前，人工钻岩需要18个人。每个钻孔需要6-7分钟，一个钻孔需要3小时。三臂液压凿岩台车平均每孔耗时2分钟，一小时即可完成钻孔，大大节省了时间。”胡红星说道。

除三臂凿岩台车外，湿喷机械手和全液压自走式仰拱栈桥也是隧道施工中的“人工产物”。过去，人们使用人工喷洒的方法，混凝土很容易溅到身体上。一个人每小时只能喷洒4-5立方米的混凝土，而且要均匀喷洒也不容易。湿式喷射机械手每小时喷射20立方米的混凝土。通过远程控制，可以避免喷涂不均匀的问题，提高施工质量。

胡红星告诉记者，海底隧道机械化利用率达到90%以上，实现了全程移动信号的后续覆盖、整个作业面的视频监控和智能网络管理，形成了机械化、智能化、网络化的高效生产线，大大降低了劳动强度，减少了人工使用。