海底也要通高鐵 穿越17條斷層破碎帶大國重器有多牛

原標題：海底也要通高鐵！穿越17條斷層破碎帶，大國重器有多牛

汕頭至汕尾高鐵是我國高速鐵路網沿海通道的重要組成部分，此前，汕尾至汕頭南段的部分已經通車，只剩下汕頭至汕頭南段仍在建設。26日，這一段的關鍵控制性工程——汕頭灣海底隧道成功貫通，這也是我國首座設計時速350公里、單洞雙線的高鐵海底隧道。

總臺記者 吳媚苗：從空中看，全長9781米的隧道穿越的是碧藍的汕頭灣海域。盾構機的直徑達到14.57米，相當于5層樓左右的高度，這也是目前我國高鐵海底隧道中應用的最大直徑盾構機。

海底“鋼鐵蚯蚓” 掘進地層破巖

盾構機工作起來，很像一個巨型的“鋼鐵蚯蚓”，它的頭部頂著巨大的刀盤，刀盤上布滿的刀片就是它的牙齒，通過刀盤旋轉，不斷將海底堅硬的巖石和泥土“嚼”成細渣，再通過肚子里的一套“傳輸系統”，就像它的腸道一樣，把巖土快速吐出去，同時為了不讓身后已挖的隧道塌陷，一邊前進，一邊拼裝好預制的管片，就像“搭積木”，直到隧道貫通，這樣就大大提高工效。而“永平號”和一般的盾構機還有一處細節不同，一般的盾構機刀片是兩刃的，而“永平號”則采用了三刃刀片，就是為了讓它的牙齒更鋒利、破巖率更高。

穿越17條斷層 汕頭灣海底隧道施工難度大

為什么這么設計呢？這就不得不提到汕頭灣海底隧道建設的難度。汕頭灣海域位于8度高烈度地震區，隧道共需要穿越17條斷層破碎帶。最硬的區域要穿越花崗巖，最薄弱的區域要穿越只有2米多厚的薄弱巖蓋，用建設者的話來說：“建高鐵海底隧道可能遇到的問題，這里都遇到了。”

所以，在施工過程中，針對不同的地質情況，一共采用了6種隧道施工方法，工法復雜多樣。為什么這條不到10公里的隧道建設花了四五年的時間？就是因為施工難度大。

汕汕高鐵剩余段預計年底具備通車條件

汕汕高鐵，正線全長約162公里，從廣東的汕尾到汕頭，其中，汕頭南至汕尾段已于2023年底先行通車，剩余段也就是最難攻克的汕頭灣海底隧道所在的這一段，今天貫通后，預計今年年底具備通車條件。

同時，這條高鐵通過連接已經通車的廣汕高鐵，以及建設中的廣湛高鐵，未來粵東地區可以更快通達大灣區城市乃至粵西地區，打通廣東的東西兩端。同時，通過在建的漳汕高鐵，也可更快到達長三角地區。

所以說，這樣一段不算長的線路，卻是高鐵沿海通道的重要組成部分。

盾構機創新研發

助力海底掘進

汕頭灣海底隧道穿越17條斷層破碎帶，要建設時速350公里的高鐵海底隧道，面臨很大考驗，建設者們是如何解決相關難題的？

汕頭灣海底隧道全長9781米，最深處距離海面98.5米，其中，在1695米長的盾構段，開挖直徑達14.57米。花崗巖的強度與鋼材相當，因此盾構機“永平號”需要解決高強度花崗巖掘進的難題，同時，在穿越軟硬不均的各個斷層巖段時，又要保證盾構機發力適度。

中鐵十四局汕汕高鐵項目部總工程師 安夫順：在掘進過程中容易出現刀盤卡頓、盾尾出現涌水涌泥、刀具磨損等嚴重問題，而且需要海底頻繁更換刀具甚至帶壓進倉作業。為此，我們首次創新采用刀間距為90毫米的常壓刀盤，刀間距越小，刀具越多，常壓刀盤里面就增強滾刀在硬巖地層中的破巖效率。

相較于常規盾構機的兩刃刀具，“永平號”搭載最新研發的三刃刀具，給盾構機增加了更多堅硬的“牙齒”。刀盤還配套了滾刀監測系統，能實時監測每一個滾刀轉動軌跡，及時掌握刀具異常磨損情況，從而實現精準換刀。

兼顧減震防腐難題

新結構新材料添力

除了穿越最堅硬的部分，汕頭灣海底隧道還需經過一些軟弱地層，如何做到隧道開挖不塌陷？

在礦山段，編號為F9的活動斷層是汕頭灣海底隧道的“卡脖子工序”，斷層位于運輸繁忙的汕頭灣主航道正下方，洞頂弱風化覆蓋層最薄處僅有2.36米，極易造成坍塌涌水事故。

項目團隊首先克服近百米超高水壓，進行海上注漿和洞內注漿，再用高精度控制技術爆破，減小對周圍巖層的擾動。

中國鐵設汕汕高鐵汕頭灣海底隧道設計工程師 霍飛：我們創新采用了一些設計結構，研發了像這樣的可靈活伸縮的減震接頭，就是在每兩片隧道的管片接縫位置，加了一個“彈簧”，降低可能發生的地震和正在活動的斷層對高鐵運行存在的影響。同時，在隧道和巖層之間我們還加了一層特殊的柔性隔震層，既能抵抗海水壓力又能吸收地震能量，達到“以柔克剛”的效果。

此外，在高鐵海底隧道后期運營中，還需要考慮減震隔震和斷層活動、水下水壓高和腐蝕性強這兩個方面的難題。

中國鐵設汕汕高鐵汕頭灣海底隧道設計工程師 霍飛：對盾構管片的防水墊進行了多次優化，同時，研制出了新型的抗裂材料，降低海水滲漏和隧道開裂腐蝕的風險。