《超大特长越江盾构隧道关键技术研究》课题最近通过了市科委组织的成果评审会——长江隧道：高科技破解道道难题
这条隧道不寻常。
长江隧道，崇明越江通道“南隧北桥”中的“南隧”，全长8.95公里，外径15米，内径13.7米，不仅有公路交通层，还预留了轨道交通空间。在极易发生流砂、管涌和振陷的咸淡交替水环境和软土复杂地层中，建起了世界上直径最大的盾构隧道，一次推进距离最长的盾构隧道工程，最大规模的公路轨道结合盾构隧道。
这是土木工程界的一部“最新大片”。“导演”和“监制”有一个共同的名字：先进科技。从项目可行性的软科学研究开始，多支科研队伍就进入了长江隧道的“制作班底”，并成为核心成员。一个大型工程从起步就始终有科研攻关项目“相伴相随”，在国内并不多见。
长江隧道通车前，《超大特长越江盾构隧道关键技术研究》课题，通过了市科委组织的成果评审会。国际权威出版社Taylor&Francis出版专著《上海长江隧道理论，设计与建造》。建设者们还精心制作了电视专题片，“想把隧道背后的科技讲给百姓听”。
“路路通”灵敏管控灾害风险
如此既宽又长的越江隧道，对设计者提出了极高的防灾减灾要求。经过周密的综合评估，长江隧道选定了内部“路路通”的疏散模式，配备光纤光筛报警系统、泡沫水分灭火系统，并在郊区专建防灾试验场，这是国际上首次在全比例超大直径火灾试验场开展隧道防灾系统联动的全真模拟。
长江隧道被划分为五孔三层，即顶部为排烟风道，中部为公路交通层，底部中间为预留轨道交通空间，其左右侧分别为疏散通道和电缆通道。
在每条隧道的公路层间设8条横向连接通道，间距约800米；公路层与轨道交通层间设置26个纵向疏散楼梯，约每270米一个；每50米，设有智能疏散装置，指示司机和乘客往哪个方向跑可到达最近的逃生通道。上海长江隧桥建设指挥部总工程师刘千伟介绍说，隧道里任何一处发生事故，无论发生在公路层还是轨交层，整条隧道将集体进入“事故状态”，所有通道马上启用应急状态。
这是一条e隧道。大量探头全天候监测温度、湿度、风速、一氧化碳浓度等各项关键指标，即时向监控中心“通风报信”。就连混凝土里也埋有传感器，随时为隧道结构做“体检”。从施工开始，长江隧道便实行通透化管理，哪里停了几辆车哪里混凝土疲劳了，尽在掌握。
“渐变色”巧妙缓解视觉疲劳
除了四通八达的逃生通道以外，长江隧道还在灯光、通风和降温等细节上，充分采用人性化设计，安全舒适两不误。
高1.9米的排烟风道层，好比一个大型脱排油烟机。正常运营时，它歇着，利用车流活塞效应产生的“自然风”为隧道进风，再用风井集中排风，省钱又方便；阻塞时，开启射流风机补风；一旦隧道里发生火灾，“纵向通风＋重点排烟”双管齐下，及时将烟气排出。
在隧道里采用细水降温是长江隧道的创意。运营时隧道入口和出口的温差最高达20℃，特别是夏季，对人对设备的伤害可想而知。科研人员通过全比例隧道细水雾降温试验和数值模拟，仔细算出细水喷雾系统的各个参数，可为隧道洗一场智能、惬意的“冷水澡”。
长江隧道全面使用LED照明，唯独在入口和出口的过渡区采用“双灯型配备”——让钠灯和LED双灯齐亮，因为钠灯的黄色接近太阳光的颜色，可缓解入隧道和出隧道时可能产生的黑洞和白洞效应。隧道内壁的腰线，特别使用“渐变色”，两头红，中间半蓝半绿，蓝绿交界处即隧道中点，司机和乘客可以通过颜色的变换来确定当前的大致位置。
“土行孙”精准穿越了长江口
长江隧道创单日最多推进26米、单月最多推进556米的超大直径盾构推进新纪录，上下线盾构隧道贯通偏差仅5厘米和2厘米，这是怎样一个精确度？建设者打比方说，相当于精确制导导弹的精度——盾构一次推进7.5公里，误差仅几厘米。
被喻为现代“土行孙”的大家伙——超大直径盾构，一边掘土一边前进，并用自己的“身躯”撑起了隧道里的“一片天”，同时还不忘为隧道内壁安装管片、注浆，固定和稳定土层，抵消上浮力。经过精密的理论、模型和数值模拟设计和试验，使用国内首次研制的高重度、高稠度、高抗剪性和抗液化新型单液浆，“长江一号”和“长江二号”两台盾构不辱使命，精准穿越长江口。盾构直径也超过了目前世界上最大两条盾构法隧道——西班牙马德里M30隧道和荷兰“绿色心脏”隧道。
【焦点关注】上海长江隧桥月底建成通车
经过广大建设者近五年的艰苦努力，上海长江隧桥工程已顺利完成主体结构施工、机电设备安装等工作，目前正在抓紧系统调试、运营养护筹备等，整个工程定于10月31日全面建成通车。
上海长江隧桥工程是目前世界上最大的隧桥结合型工程，由上海长江隧道工程和上海长江大桥工程组成。其中，隧道部分是目前世界上直径最大的盾构隧道，上海长江大桥主通航孔为跨径730米的分离式全漂浮体系斜拉桥，也是目前世界上已建成的同类桥梁中最大的。2004年12月28日工程开工后不久，市地名办就将两座设施分别命名为上海长江隧道和上海长江大桥，江泽民同志为两座设施分别题写了名字。整个工程投资过百亿元，设计寿命逾百年，全面建成后与崇启通道工程相衔接，对打通上海与长江以北的交通，改善上海市域交通系统结构以及完善国道主干线和长江三角洲地区的交通网络等具有重要作用；长江隧桥工程建成后，还将从根本上改变上海市区与崇明岛之间交通联系不便的状况，对于开发崇明岛，拓展上海市的发展空间，加快上海城乡经济一体化、均衡化发展，进而发挥上海的龙头作用等都具有重要意义。
据了解，由于上海长江隧桥工程无类似的工程经验可供借鉴，尤其是隧道工程盾构一次性推进距离长、盾构直径大、隧道埋深大以及大桥工程长江口复杂的水文条件，漫滩、深水、江中沙洲等复杂的地形影响，整个工程风险较大。长江隧桥工程参建各方在工程建设过程中，始终将目光对准国际前沿技术，以我为主，博采众长，建立起具有自主知识产权的大型越江跨海隧道工程的核心技术群及其相关技术标准；始终将目标定位于国际领先标准，精细管理、科技引领，建造起具有当前世界先进水平的隧桥结合、公轨同层共面的精品工程，取得了一批具有前沿性的科研成果和较大推广应用价值的工艺、质量检验标准，为我国今后其他跨海连岛的隧桥结合工程建设,进行了有益的探索和良好的技术储备。本报记者张欣平
【焦点背景】长江隧道挑战同类越江隧道的纪录
一项工程为什么要刷新这么多新纪录？是为了第一而第一吗？不是。记者从上海长江隧桥建设发展有限公司获悉，长江隧道确定要挑战同类越江隧道的纪录，是科学论证的结果；最终将所有的难题一一解决，提前9个月贯通且无任何事故，是科技攻关的成果。
从2004年起，上海长江隧道工程在预研和后续建设过程中不断获得市科委“登山计划”的课题立项支持；2006年又开始承担国家高新技术发展计划（863计划），是少数能入选863计划的重大工程项目；早在1999年，中国科学技术绿皮书第1号，就围绕长江口越江通道工程重大技术经济问题展开研究。
为什么要造这么长距离的隧道？上海长江隧道工程穿越的南港水域是长江的主航道，该水域具有几大特点：通航要求高，需要满足第四、五代集装箱船通航要求；水域宽阔，江面宽度约7.5公里；江中浅滩极不稳定；水文地质条件复杂，该水域江海分界且地层具有液化性、高流塑性和高水压等特点。这些客观条件决定了长江的南港以隧道穿越为最优选择。
为什么自南向北单向推进而不是双向推进？据了解，长江隧道工程最初也曾有过建设江中岛、双向推进然后对接的设想，但最终被否定。原因是：地质条件太复杂，江中岛本身的建设极具风险，而且将大大增加工程投资。
为什么如此高难度的隧道工程中还要预留轨道交通空间？为轨道交通预留空间，意味着将崇明岛完整地纳入了上海的快速交通网，包括公路网和轨道交通网。而且，在隧道中增加一层轨道交通层，相当于减少了一条轨道交通隧道，据估算，可节省约10亿元。
【焦点链接】期待“产业化”前景更广阔
长江隧道的多项关键技术，目前已应用于在建的杭州钱江隧道和上海长江西路隧道、军工路隧道等跨海越江隧道，专家们期待更广阔的技术“产业化”前景。
同济大学常务副校长李永盛表示，长江隧道的建成标志着我国大型隧道的建设水平提升到新高度，很愿意与全国全世界分享技术成果。珠港澳通道项目的建设过程中已关注到长江隧道的技术成果，希望在连接琼州海峡、胶东半岛、辽东半岛的工程中，长江隧道的技术还有用武之地。
专家评审组组长、中国工程院院士钱七虎表示，中国的大河流和湖泊很多，未来将有更多水下隧道工程，期待长江隧道的技术成果能得到推广和提升。“此次使用的盾构机还是国外产品，希望有朝一日，能用我们自己的盾构机造我们的隧道。” 来源：中国上海网
