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

    近日，中國(guó)公路學(xué)會(huì)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(tuán)旗下湖南省交通規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)院有限公司（下稱(chēng)“湖南交通設(shè)計(jì)院”）與中鐵隧道局集團(tuán)有限公司聯(lián)合體承擔(dān)設(shè)計(jì)施工的汕頭海灣隧道，一舉奪得規(guī)劃設(shè)計(jì)創(chuàng)意類(lèi)的頭名。在參評(píng)項(xiàng)目名錄中，不乏鐵四院、上海隧道院等老牌設(shè)計(jì)院企業(yè)，湖南交通設(shè)計(jì)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(jí)工程前，我們不妨將視野拉回十多年前的湖南長(zhǎng)沙。

穿江立業(yè)

兩渡湘江：助力星城兩岸比翼齊飛

    翻開(kāi)長(zhǎng)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(shí)動(dòng)工，成為轟動(dòng)全城的一件大事。

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

    對(duì)于湖南交通設(shè)計(jì)院來(lái)說(shuō)，“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(jì)院隧道與地下工程設(shè)計(jì)院（下稱(chēng)“隧道院”）院長(zhǎng)王海林表示，南湖路隧道不僅是該院進(jìn)入水下隧道市場(chǎng)的第一個(gè)重大項(xiàng)目，也是打響該院隧道品牌的標(biāo)志性項(xiàng)目。

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

    當(dāng)時(shí)，大部分的競(jìng)標(biāo)單位給出的方案都是相對(duì)主流的“鉆爆法”——這主要是考慮到湘江長(zhǎng)沙段的江底土層以堅(jiān)硬的巖石為主。而湖南交通設(shè)計(jì)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(zhuān)家反復(fù)勘察、論證，南湖路湘江隧道用鉆爆法無(wú)法進(jìn)行，必須使用盾構(gòu)法開(kāi)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(yíng)盤(pán)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(guò)江隧道。“如果采取鉆爆法，即便是弱爆破也會(huì)將湘江炸成百孔千瘡。”王海林說(shuō)，大盾構(gòu)是冒險(xiǎn)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(guò)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(jì)院在這一項(xiàng)目上的亮點(diǎn)還體現(xiàn)在交通組織的巧思上：如采取“蝴形”全互通、南北線(xiàn)交錯(cuò)分離、“慢進(jìn)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(zhǎng)沙社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對(duì)城市交通內(nèi)網(wǎng)，尤其是過(guò)江通道建設(shè)的需求仍在不斷增強(qiáng)。

    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(guò)江隧道開(kāi)啟掘進(jìn)——這便是湘雅路過(guò)江隧道，湖南交通設(shè)計(jì)院作為項(xiàng)目初步設(shè)計(jì)單位再“飲”湘江。

圖丨湘雅路

    湘雅路過(guò)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(chē)道超大直徑（外徑14.5米）過(guò)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(duì)于解決中心城區(qū)交通瓶頸、方便居民出行和強(qiáng)化區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展具有重要意義。

    可以說(shuō)，十余年來(lái)，湖南交通設(shè)計(jì)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(jì)院在隧道市場(chǎng)的探索走出湖南，進(jìn)入到中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的前沿粵港澳大灣區(qū)，交出了多個(gè)為隧道行業(yè)稱(chēng)道的經(jīng)典之作。這其中，尤值一提的便是此次摘獎(jiǎng)的汕頭海灣隧道項(xiàng)目。

    汕頭海灣隧道是我國(guó)首條在8度地震區(qū)建設(shè)的六車(chē)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(jiān)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(jiān)硬花崗巖中的可施工深度。設(shè)計(jì)難度可想而知。孫鈞、錢(qián)七虎、周福霖等院士更是稱(chēng)其為“世界級(jí)挑戰(zhàn)性工程”。

    在這一項(xiàng)目中，湖南交通設(shè)計(jì)院承擔(dān)著施工圖設(shè)計(jì)的職責(zé)，相較于初步設(shè)計(jì)，企業(yè)幾乎需要全過(guò)程參與。王海林介紹，自2016年項(xiàng)目啟動(dòng)以來(lái)，湖南交通設(shè)計(jì)院便派出團(tuán)隊(duì)常駐汕頭項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)。他帶領(lǐng)隧道院團(tuán)隊(duì)成功解決填海圍堰超深基坑開(kāi)挖支護(hù)、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(xiàng)目的順利實(shí)施。

圖丨汕頭海灣隧道

    此外，在保障這條“世界級(jí)挑戰(zhàn)性工程”隧道能夠長(zhǎng)期安全通車(chē)方面，湖南交通設(shè)計(jì)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(jì)人員一改水下特長(zhǎng)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(chē)通道，下層是人員疏散及消防救援通道，通過(guò)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(duì)汕頭多臺(tái)風(fēng)雨水天氣會(huì)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(xiàn)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)，能夠有效排除積水。

    在汕頭海灣隧道項(xiàng)目長(zhǎng)達(dá)6年的時(shí)間里，隧道院團(tuán)隊(duì)在大灣區(qū)拓展的腳步并未停滯。

    2019年，湖南交通設(shè)計(jì)院中標(biāo)佛山季華路西延線(xiàn)設(shè)計(jì)項(xiàng)目，季華路西延線(xiàn)項(xiàng)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(jì)團(tuán)隊(duì)入駐佛山開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)，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(shí)6個(gè)月，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)就高質(zhì)量完成了季華路西延線(xiàn)初步設(shè)計(jì)，達(dá)到施工圖深度，確保了該項(xiàng)目的如期開(kāi)工，得到業(yè)主表?yè)P(yáng)信嘉獎(jiǎng)，樹(shù)立起“設(shè)計(jì)湘軍”的隧道品牌。

圖丨季華路效果圖

“洞”見(jiàn)未來(lái)

擦亮品牌：為城市“深”度賦予想象空間

    從長(zhǎng)沙南湖路盾構(gòu)隧道一路走來(lái)，湖南交通設(shè)計(jì)院先后完成長(zhǎng)沙桐梓坡通道、湘雅路過(guò)江通道，汕頭海灣隧道，南京夾江隧道，佛山季華路西延線(xiàn)，深圳望海路，浙江臺(tái)州椒江隧道等大盾構(gòu)設(shè)計(jì)咨詢(xún)業(yè)績(jī)。通過(guò)一系列經(jīng)典項(xiàng)目的磨礪，企業(yè)隧道院的團(tuán)隊(duì)實(shí)力與經(jīng)驗(yàn)得到了快速成長(zhǎng)。

    如今，該團(tuán)隊(duì)教授級(jí)高級(jí)工程師、高級(jí)工程師占比50%，碩士以上研究生比例達(dá)90%，是一支“高精尖”的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，成員先后獲得“交通運(yùn)輸部青年科技英才”“湖南省企業(yè)創(chuàng)新達(dá)人”“湖南省優(yōu)秀青年勘察設(shè)計(jì)師”“入選湖南省科技人才托舉工程”等榮譽(yù)。

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

    作為全國(guó)僅有的幾家交通運(yùn)輸部代部審查單位之一，湖南交通設(shè)計(jì)院承接了國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)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(shí)為國(guó)內(nèi)直徑最大的水下公路盾構(gòu)隧道的南京長(zhǎng)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(jì)院隧道院的目標(biāo)是進(jìn)入全國(guó)盾構(gòu)隧道設(shè)計(jì)第一梯隊(duì)。據(jù)此，判斷隧道市場(chǎng)未來(lái)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(jì)將是地下空間開(kāi)發(fā)利用的世紀(jì)。”中國(guó)工程院院士錢(qián)七虎曾撰文寫(xiě)道。隨著城市建設(shè)進(jìn)程提速，“大城市病”成為了國(guó)內(nèi)眾多城市發(fā)展過(guò)程中繞不開(kāi)的難題。于是，開(kāi)發(fā)利用地下空間作為解決“大城市病”問(wèn)題的重要途徑得到重視。在未來(lái)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(huì)財(cái)富及經(jīng)濟(jì)效益。因此，地下空間作為陸、海、空外的城市“第四國(guó)土”，是城市建設(shè)的新型國(guó)土資源和實(shí)現(xiàn)城市功能的重要載體和有益補(bǔ)充，更是實(shí)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(gè)沒(méi)有“城市病”的地下城，對(duì)廣大居民而言是一個(gè)生活愿景，對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)則是一片廣闊的藍(lán)海市場(chǎng)。

    王海林認(rèn)為，對(duì)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(shì)的同時(shí)，加快對(duì)行業(yè)新興領(lǐng)域的研究與探索勢(shì)不容緩。據(jù)悉，湖南交通設(shè)計(jì)院在省科技廳成功申報(bào)“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(jì)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(zhǔn)制定、科普培訓(xùn)等工作，研發(fā)成果可用于指導(dǎo)城市過(guò)江通道、軌道交通、深隧排水等地下空間開(kāi)發(fā)。該中心成功立項(xiàng)，對(duì)湖南交通設(shè)計(jì)院未來(lái)開(kāi)拓地下空間新業(yè)務(wù)具有重要的促進(jìn)作用。

    湖南交通設(shè)計(jì)院總經(jīng)理向建軍表示，在積極順應(yīng)國(guó)家城市地下空間開(kāi)發(fā)的大趨勢(shì)下，湖南交通設(shè)計(jì)院將發(fā)揮在隧道與地下工程領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊優(yōu)勢(shì)，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(guó)地下工程領(lǐng)域貢獻(xiàn)更多的“湖南設(shè)計(jì)”。