從大國重器到超級工程，盾構(gòu)機與盾構(gòu)技術(shù)的出鏡率相當(dāng)高。說起盾構(gòu)機，在湘央企鐵建重工可謂是人盡皆知。其實，在隧道與地下工程大盾構(gòu)領(lǐng)域，有一家湖南國企的實力也是相當(dāng)突出。

    近日，中國公路學(xué)會發(fā)布2023年度“隧道與地下空間創(chuàng)新工程”名單。由湖南建投集團旗下湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院有限公司（下稱“湖南交通設(shè)計院”）與中鐵隧道局集團有限公司聯(lián)合體承擔(dān)設(shè)計施工的汕頭海灣隧道，一舉奪得規(guī)劃設(shè)計創(chuàng)意類的頭名。在參評項目名錄中，不乏鐵四院、上海隧道院等老牌設(shè)計院企業(yè)，湖南交通設(shè)計院緣何能在一眾行業(yè)標(biāo)桿中名列前茅？在了解汕頭海灣隧道這一超級工程前，我們不妨將視野拉回十多年前的湖南長沙。

穿江立業(yè)

兩渡湘江：助力星城兩岸比翼齊飛

    翻開長沙當(dāng)代城建史，2010年是十分重要的年份。在當(dāng)年，“兩橋一隧”——福元路大橋、湘府路大橋和南湖路隧道同時動工，成為轟動全城的一件大事。

    這3條過江通道的建成通車，讓長沙市區(qū)過江通道間隔距離縮短到3公里以內(nèi)，不僅極大緩解了彼時長沙交通的過江壓力，也很大程度上加速了長沙沿江建設(shè)、跨江發(fā)展的步伐。

    對于湖南交通設(shè)計院來說，“兩橋一隧”當(dāng)中的南湖路隧道在該企業(yè)的發(fā)展史中也具有極其重要的意義。湖南交通設(shè)計院隧道與地下工程設(shè)計院（下稱“隧道院”）院長王海林表示，南湖路隧道不僅是該院進入水下隧道市場的第一個重大項目，也是打響該院隧道品牌的標(biāo)志性項目。

    作為長沙市2010年重點工程，南湖路隧道項目吸引到眾多行業(yè)頭部企業(yè)爭相投標(biāo)。湖南交通設(shè)計院黨委委員、副總經(jīng)理彭立參與過當(dāng)年的項目競標(biāo)，回憶起那時的處境，他不禁感慨：在過江隧道領(lǐng)域尚屬“初出茅廬”的湖南交通設(shè)計院，需要拿出與眾不同的設(shè)計方案才有拿下項目的希望。

    當(dāng)時，大部分的競標(biāo)單位給出的方案都是相對主流的“鉆爆法”——這主要是考慮到湘江長沙段的江底土層以堅硬的巖石為主。而湖南交通設(shè)計院給出的方案顯得有些“另辟蹊徑”——采取大直徑盾構(gòu)的方式打通隧道。

    最終，這一安全系數(shù)更高，且埋深更淺的方案勝出。事后經(jīng)專家反復(fù)勘察、論證，南湖路湘江隧道用鉆爆法無法進行，必須使用盾構(gòu)法開挖才能解決交通疏解等難題。

圖丨南湖路隧道效果圖

    區(qū)別于營盤路隧道東西兩端江岸平緩，南湖路隧道東岸較為陡峭，且河西大學(xué)城片區(qū)臨江，交通網(wǎng)較為復(fù)雜，只能采取淺埋式過江隧道?！叭绻扇°@爆法，即便是弱爆破也會將湘江炸成百孔千瘡?！蓖鹾Ａ终f，大盾構(gòu)是冒險的嘗試，但最終也成了正確的選擇。這樣的選擇，也使得南湖路隧道成為湖南省首座大直徑（外徑11.3米）過江盾構(gòu)隧道。

    除了大膽嘗試盾構(gòu)法打通隧道外，湖南交通設(shè)計院在這一項目上的亮點還體現(xiàn)在交通組織的巧思上：如采取“蝴形”全互通、南北線交錯分離、“慢進快出”等方式，一并解決了隧道出口與既有交通相互干擾與交通擁堵的雙重難題。

    隨著長沙社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，對城市交通內(nèi)網(wǎng)，尤其是過江通道建設(shè)的需求仍在不斷增強。

    十年之后，就在南湖路隧道以北數(shù)公里處，一條規(guī)模更大的過江隧道開啟掘進——這便是湘雅路過江隧道，湖南交通設(shè)計院作為項目初步設(shè)計單位再“飲”湘江。

圖丨湘雅路

    湘雅路過江通道連接河西桐梓坡路與河?xùn)|湘雅路，是湖南省首條雙向六車道超大直徑（外徑14.5米）過江隧道，也是目前湖南省內(nèi)在建直徑最大的盾構(gòu)隧道，對于解決中心城區(qū)交通瓶頸、方便居民出行和強化區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。

    可以說，十余年來，湖南交通設(shè)計院的兩渡湘江不僅便捷了市民出行，也助力了星城的兩岸發(fā)展比翼齊飛。

越海有術(shù)

深耕大灣區(qū)：攻克世界性難題

    憑借著南湖路隧道一“掘”成名，湖南交通設(shè)計院在隧道市場的探索走出湖南，進入到中國經(jīng)濟發(fā)展的前沿粵港澳大灣區(qū)，交出了多個為隧道行業(yè)稱道的經(jīng)典之作。這其中，尤值一提的便是此次摘獎的汕頭海灣隧道項目。

    汕頭海灣隧道是我國首條在8度地震區(qū)建設(shè)的六車道海底盾構(gòu)隧道，地質(zhì)條件十分復(fù)雜，上有汪洋大海，中有20多米的深厚淤泥，下有堅硬花崗巖（200MPa），在這里修建隧道就好比在一碗豆腐里挖坑、打洞，關(guān)鍵是碗底還起伏不平。隧道基坑最深處超30米，一方面要保證地連墻足夠的插入深度，另一方面要考慮地連墻在堅硬花崗巖中的可施工深度。設(shè)計難度可想而知。孫鈞、錢七虎、周福霖等院士更是稱其為“世界級挑戰(zhàn)性工程”。

    在這一項目中，湖南交通設(shè)計院承擔(dān)著施工圖設(shè)計的職責(zé)，相較于初步設(shè)計，企業(yè)幾乎需要全過程參與。王海林介紹，自2016年項目啟動以來，湖南交通設(shè)計院便派出團隊常駐汕頭項目現(xiàn)場。他帶領(lǐng)隧道院團隊成功解決填海圍堰超深基坑開挖支護、8度地震區(qū)超大直徑盾構(gòu)隧道抗震等技術(shù)難題，確保了項目的順利實施。

圖丨汕頭海灣隧道

    此外，在保障這條“世界級挑戰(zhàn)性工程”隧道能夠長期安全通車方面，湖南交通設(shè)計院亦做了十分周全的考慮。

    譬如，考慮到隧道地處8度地震區(qū)上，設(shè)計人員一改水下特長隧道慣用的橫向救援聯(lián)絡(luò)通道的建設(shè)，將隧道的雙孔圓管孔分別分三層，上層是排煙通道，中間是行車通道，下層是人員疏散及消防救援通道，通過兩岸陸地上盾構(gòu)始發(fā)井和接收井，形成逃生和救援閉合環(huán)路。

    又比如，為應(yīng)對汕頭多臺風(fēng)雨水天氣會造成的水澇情況，汕頭海灣隧道出入口均設(shè)置有雨水泵房，全線共5座雨水泵房、4座廢水泵房、2座消防泵房，采用100年一遇的防洪設(shè)計標(biāo)準，能夠有效排除積水。

    在汕頭海灣隧道項目長達6年的時間里，隧道院團隊在大灣區(qū)拓展的腳步并未停滯。

    2019年，湖南交通設(shè)計院中標(biāo)佛山季華路西延線設(shè)計項目，季華路西延線項目作為佛山第一條水下公路盾構(gòu)隧道，意義重大。

    王海林帶領(lǐng)隧道設(shè)計團隊入駐佛山開展現(xiàn)場設(shè)計，克服重重困難，與同事協(xié)力合作，解決了眾多技術(shù)難題。最終，僅用時6個月，設(shè)計團隊就高質(zhì)量完成了季華路西延線初步設(shè)計，達到施工圖深度，確保了該項目的如期開工，得到業(yè)主表揚信嘉獎，樹立起“設(shè)計湘軍”的隧道品牌。

圖丨季華路效果圖

“洞”見未來

擦亮品牌：為城市“深”度賦予想象空間

    從長沙南湖路盾構(gòu)隧道一路走來，湖南交通設(shè)計院先后完成長沙桐梓坡通道、湘雅路過江通道，汕頭海灣隧道，南京夾江隧道，佛山季華路西延線，深圳望海路，浙江臺州椒江隧道等大盾構(gòu)設(shè)計咨詢業(yè)績。通過一系列經(jīng)典項目的磨礪，企業(yè)隧道院的團隊實力與經(jīng)驗得到了快速成長。

    如今，該團隊教授級高級工程師、高級工程師占比50%，碩士以上研究生比例達90%，是一支“高精尖”的技術(shù)團隊，成員先后獲得“交通運輸部青年科技英才”“湖南省企業(yè)創(chuàng)新達人”“湖南省優(yōu)秀青年勘察設(shè)計師”“入選湖南省科技人才托舉工程”等榮譽。

圖丨湖南交通設(shè)計院獲2023年度“隧道與地下空間創(chuàng)新工程”入選證書

    作為全國僅有的幾家交通運輸部代部審查單位之一，湖南交通設(shè)計院承接了國內(nèi)最長的盾構(gòu)高速公路隧道——北京東六環(huán)改造工程，以及建成時為國內(nèi)直徑最大的水下公路盾構(gòu)隧道的南京長江五橋夾江隧道的代部審查任務(wù)。

    王海林介紹道，湖南交通設(shè)計院隧道院的目標(biāo)是進入全國盾構(gòu)隧道設(shè)計第一梯隊。據(jù)此，判斷隧道市場未來最具潛力的發(fā)展方向也是企業(yè)戰(zhàn)略布局的重要舉措。

    “21世紀將是地下空間開發(fā)利用的世紀。”中國工程院院士錢七虎曾撰文寫道。隨著城市建設(shè)進程提速，“大城市病”成為了國內(nèi)眾多城市發(fā)展過程中繞不開的難題。于是，開發(fā)利用地下空間作為解決“大城市病”問題的重要途徑得到重視。在未來城市發(fā)展中，城市地下空間將扮演重要角色，創(chuàng)造出巨大的社會財富及經(jīng)濟效益。因此，地下空間作為陸、海、空外的城市“第四國土”，是城市建設(shè)的新型國土資源和實現(xiàn)城市功能的重要載體和有益補充，更是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、追求城市高品質(zhì)生活的重要保障。

    打造一個沒有“城市病”的地下城，對廣大居民而言是一個生活愿景，對企業(yè)來說則是一片廣闊的藍海市場。

    王海林認為，對于深耕隧道行業(yè)的企業(yè)而言，鞏固好傳統(tǒng)領(lǐng)域優(yōu)勢的同時，加快對行業(yè)新興領(lǐng)域的研究與探索勢不容緩。據(jù)悉，湖南交通設(shè)計院在省科技廳成功申報“湖南省盾構(gòu)隧道與地下空間工程技術(shù)研究中心”。

    按照規(guī)劃，該中心將以湖南交通設(shè)計院為依托單位，主要從事以盾構(gòu)隧道為核心的地下工程技術(shù)研發(fā)、標(biāo)準制定、科普培訓(xùn)等工作，研發(fā)成果可用于指導(dǎo)城市過江通道、軌道交通、深隧排水等地下空間開發(fā)。該中心成功立項，對湖南交通設(shè)計院未來開拓地下空間新業(yè)務(wù)具有重要的促進作用。

    湖南交通設(shè)計院總經(jīng)理向建軍表示，在積極順應(yīng)國家城市地下空間開發(fā)的大趨勢下，湖南交通設(shè)計院將發(fā)揮在隧道與地下工程領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊優(yōu)勢，加快引領(lǐng)城市地下空間向“智慧”“韌性”方向發(fā)展。在大盾構(gòu)技術(shù)方面，以隧道院為代表的“隧道湘軍”力量將錨定地下空間與大盾構(gòu)隧道建造技術(shù)，持續(xù)加大技術(shù)攻關(guān)，與鐵建重工、高校產(chǎn)學(xué)研合作，為我國地下工程領(lǐng)域貢獻更多的“湖南設(shè)計”。