上月底正式通车的汕头海湾隧道，犹如潜行海底的蛟龙，横亘碧波、气贯南北，为汕头内海湾两岸开辟全天候过海新通道。作为“世界级超级工程”，汕头海湾隧道的建设与国内其他跨海隧道相比，在施工工艺、施工难度上有哪些差异呢？它的建设，对于同类型工程建设有何指导意义呢？记者专访承建单位——中铁隧道局集团有限公司汕头海湾隧道项目部工程部部长张文新，一起来听听专家的分析。

　　国内首条综合难度最大的海底隧道

　　海底隧道，是为了解决横跨海峡、海湾之间的交通，在不妨碍船舶航运的条件下，建造在海底之下供人员及车辆通行的海底下的海洋建筑物。随着我国施工技术条件的提升，大家对海底隧道已经不陌生。厦门翔安海底隧道是国内第一条海底隧道，青岛胶州湾隧道是国内第二条海底隧道。这两条海底隧道以及汕头海湾隧道，均由中铁隧道局承建。

　　张文新是汕头海湾隧道项目部工程部部长，2016年就来到汕头参与项目建设，目前他仍留在汕头，负责项目后续工作。从事隧道与地下工程建设17余年的他，积累了丰富的隧道施工经验。

　　据张文新介绍，厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道属于矿山法隧道，汕头海湾隧道是盾构法隧道，采用的工法完全不同，但难度均属于世界级难题。

　　厦门翔安海底隧道全长8.695公里，其中海底隧道长6.05公里。翔安隧道不仅是我国内地第一条大断面海底隧道，也是第一条由国内专家自行设计的海底隧道，还是世界上第一条大断面钻爆法施工的海底公路隧道。对当时的建设者无疑是一个巨大的考验和挑战。翔安隧道修建时具有三大世界性难题：为世界上覆盖层最浅的海底隧道，最薄处仅5.7米；行车主洞开挖断面面积达170.7平方米，在世界海底隧道建设史上尚属首例，当时全世界已建、在建的跨海隧道有20多条，都是小断面；海底隧道所处地层为软弱围岩、富水砂层、风化槽不良地质段规模之大，坍塌涌水风险也为世界罕见。

　　青岛胶州湾隧道线路全长7.797公里，其中跨海域段长4.095公里，滞后厦门翔安海底隧道1年施工，同样面临的难题有：隧址区工程水文地质极其复杂，岩石多达22种，为火成岩多期次侵入接触，岩体构成复杂多变。海域段穿越14条断裂带，修建时也是世界上埋深最浅的钻爆法海底隧道之一，施工中极易发生坍方、突涌水等灾害性事故。青岛胶州湾隧道也是中国最早开工建设的海底隧道之一，缺乏海底隧道的设计、施工规范和建设经验。

　　汕头海湾隧道是世界首座地处8度地震烈度区的大直径盾构海底隧道，也是国内首条采用超大直径盾构穿越复杂地层、综合难度最大的海底隧道。盾构隧道具有“大、高、硬、浅、险”等特点：“大”是指采用的泥水盾构机，直径达15.03米， 属于超大直径；“高”是指隧道处于高地震烈度区，达到8度；“硬”是指岸上段孤石和海中基岩段，岩石的强度高；“浅”是指盾构机上方覆盖层厚度薄，没有达到通常要求的盾构机直径一倍以上；“险”是指海湾隧道地质复杂，施工难度大，安全风险高，尤其是海湾隧道处于软硬不均地层，特别是三段长达182米基岩突出段。

　　“汕头海湾隧道须穿越软硬不均基岩及孤石，综合难度当时在国内同类型项目中最高，被誉为世界级挑战性工程。断面越大，里面的地层种类会越多，难度也越大；隧道开挖直径增大一米或两米，施工难度可能是成几何倍数增加。项目团队通过设备、技术的大胆革新，最后直接掘进通过基岩段，开创了国内乃至世界范围内采用盾构机直接通过基岩的先例，推动了超大直径盾构施工技术的发展。” 张文新分析，厦门翔安海底隧道、青岛胶州湾海底隧道，以及汕头海湾隧道都是世界级挑战工程，而就所处地质条件来说，汕头海湾隧道是三条跨海隧道中地层最复杂、施工难度最高的。

　　采取最先进隔震减震技术

　　张文新告诉记者，虽然三条隧道属于两种施工类型，但在工艺工法也有相通之处。比如在超前地质预报方面，原理是相同的，只是采用的设备和方法有所不同。厦门海底隧道采用当今世界最先进的RPD180C多功能钻机，从隧道掌子面进行超前探测地质情况，确保建设的每一步都心中有数。汕头海湾隧道在盾构机上搭载了先进的SSR超前地质预报判别系统，并结合水面超前地质勘察综合判定盾构机掘进前方地质情况。

　　汕头海湾隧道建设的亮点之一是采用最先进的隔震减震技术。张文新表示，汕头海湾隧道属于特长的超大直径盾构海底隧道，隧道位于8度地震区，地震工况对盾构隧道震害主要有隧道错台、起拱，连接螺栓被剪断，衬砌开裂、掉落、隧道塌落等危害。

　　“汕头海湾隧道是国内首条按9度抗震烈度设防的隧道工程，要求成型隧道在地震荷载作用下环缝可存在一定张开量同时保证隧道防水。”张文新介绍道，在抗震、减振技术研究上，采用“连接加强、诱导变形、集中消能、低模隔振记忆恢复”的总体技术对策，汕头海湾隧道首创在地质条件变化剧烈处，如花岗岩与中粗砂、花岗岩与淤泥土交界处等设置了12处柔性消能管环节-消能减震节点（形状记忆合金棒），采用柔性连接处理一定程度上减小完全刚接的应力集中现象。形状记忆合金具有超弹性的性能，可恢复应变达8%，极限应变达17%甚至更高。

　　张文新表示，汕头海湾隧道的建设，攻克了孤石群地层掘进、高黏度软土地层掘进、长距离浅覆土高水压掘进、海中高强度基岩凸起、淤泥地层带压进仓等世界级施工难题，创建了“可感、可知、可掘、可稳”的高地震烈度区复杂地层大直径盾构隧道修建关键技术体系。首创了高烈度地震区海底超大直径盾构隧道地抗震建造体系，其抗震技术覆盖了结构抗震设计理念、施工工艺、材料体系、验收标准等全过程。建设过程中，创新和开发形成的多项前沿技术及施工经验，对正在建设的深圳妈湾隧道及后续类似工程都具有很好的指导和借鉴意义。引用中国工程院院士周福霖院士评语：“汕头海湾隧道建设中形成的高烈度地震区海底超大直径盾构隧道地抗震建造体系，对未来中国隧道建设、世界隧道建设将起到一个示范作用，对我国未来开工建设的琼州海峡隧道、渤海海峡隧道等具有重要的指导意义。”

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　　汕头三大海底隧道

　　位于汕头海湾大桥和礐石大桥之间的汕头海湾隧道，是我市第一条跨海隧道，兼具城市道路与一级公路功能，双向六车道。汕汕铁路在经过汕头内海湾时，建设一条全长9781米的海底隧道，是国内首座设计标准为350公里时速、跨海大直径盾构的高铁海底隧道。广澳港区疏港铁路全线重难点控制性工程——长9965米的汕头湾隧道，将成为汕头湾第三条过海隧道。

　　这三条海底隧道穿越8度地震区和多条地质断裂带，海底复杂的地质环境是工程建设中面临的最大考验。

　　汕汕铁路汕头湾海底隧道在汕头海湾大桥下游妈屿岛与德洲岛之间下穿汕头湾，由于地处8度地震烈度区，须先后穿越地质破碎带、孤石密布区和多条断层，施工安全风险高，难度大。广澳港区疏港铁路汕头湾隧道为单洞双线，隧道盾构段长距离穿越淤泥质黏土软弱地层、软硬不均地层、全断面硬岩地层，海域段线路范围还存在多条断裂带、多处孤石，地质环境恶劣。

　　据介绍，汕汕铁路汕头湾海底隧道和广澳港区疏港铁路汕头湾隧道在施工工艺是基本相似的，都是采取矿山法、盾构法、明挖等相结合的方式，设置斜井和盾构井，可多个作业面同时掘进。除了施工工艺相似，两座隧道基本是并行的，位于龙湖区北岸的隧道口与濠江区南岸的隧道口位置也是邻近的。汕汕铁路海底隧道使用一台开挖直径14.57米的泥水平衡盾构机施工，广澳港区疏港铁路海底隧道采用的盾构机直径相对小一点，盾构管片外径是12.9米，但盾构掘进里程比汕汕铁路的长。

　　目前，汕汕铁路汕头湾海底隧道盾构开挖里程已过半，矿山法段已完成开挖超七成。广澳港区疏港铁路汕头湾隧道正在进行明挖段工作竖井及标准段地连墙及三轴搅拌桩施工。 

　　（编辑：悦声）