在距离海平面115米的地下开掘隧道，需要挑战地质条件复杂、水压大、长距离硬岩掘进等“硬骨头”，如何破解？
6月30日，位于山东省青岛市的胶州湾第二隧道“国信号”盾构机正式开启穿海之旅，上述难题将一一得到解决。据了解，隧道长度可达14.37公里的胶州湾第二海底隧道工程由青岛国信集团投资建设，是世界上建设规模最大、长度最长的海底道路隧道。因此，本次施工运用了多项前沿技术，其中，穿海利器“国信号”盾构机也将众多智能系统融入其中。
图为施工现场。丁翔供图
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中铁十四局胶州湾第二隧道项目技术负责人王君平介绍，胶州湾第二海底隧道地质复杂，穿越多处破碎带和上软下硬地层；同时，该隧道将长距离在硬岩掘进，最大水压达到0.96兆帕，相当于“指甲盖大小面积上承受9.4公斤的压力”，对于盾构机工作面的稳定、行进姿态的控制、相关部件的检修更换及管片结构接缝等提出重大挑战。
“针对盾构区间地质条件复杂、水压大、长距离硬岩掘进等难题，我们会同国内外专家充分研究论证，对刀盘形式、刀具类型、耐压耐磨能力等方面开展专题设计，打造了适应长距离硬岩地层的穿海利器‘国信号’盾构机。”中铁十四局胶州湾第二隧道项目盾构经理陈宗凯表示，“国信号”配置了伸缩式主驱动、伸缩式开挖仓监视系统、泥浆循环系统、萨姆森保压系统等一系列智能系统，还应用了同步双液注浆、同步拼装等多项前沿技术。该装备主轴承配备4道外密封和3道内密封，可承受最大开挖面压力达到1.2兆帕，以确保安全平稳掘进。
由于隧道施工复杂程度极高，中铁大桥院承担全部海域段隧道勘察工作。
中铁大桥院副总工程师曾洪贤介绍，胶州湾第二海底隧道区域水深、流速大、通航密度高，施工海况复杂，海上气候条件恶劣多变，湾内断裂带密布，地质条件复杂，勘查难度极大，安全风险高。
早在一年前，中铁大桥院便成立海底隧道勘察专班，研究解决海底勘察各项难题。他们在胶州湾海域连续奋战300多个日夜，完成海上钻孔242孔，进尺20681米，形成《沧口断裂专题研究报告》等关键勘察成果，突破性查明胶州湾海域对二隧线位确定有重大影响的沧口断裂性质特征，优化了二隧线位，大幅降低隧道施工潜在的地质风险，为二隧项目的实施提供科学、可靠的地质依据。
据了解，胶州湾第二隧道工程主线全长17.48公里，其中隧道海域段9.95公里，最深点距海平面115米，采用双洞双向六车道的主隧道加中间服务隧道的布置方式，根据胶州湾海域地质条件不同，施工方采用了“盾构法+钻爆法”组合施工工法，分别从胶州湾东西两岸向胶州湾掘进，并在海中对接。
在该工程中，盾构法与钻爆法在海底对接的接收硐室（类似于隧道中的安全洞）断面积达到了666平方米，这相当于1.5个标准篮球场大小，高度达到了30米，相当于10层楼高度。
按照计划，该隧道将于2027年12月份完工并通车运营。
来源：科技日报（记者：王延斌 吴纯新 宋迎迎，通讯员：丁翔 林凤 吴希龙）
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