海底兩萬米
2006年1月,是青島一年中最寒冷的日子,連膠州灣灣底海域都結(jié)了薄冰。1月8日,膠州灣隧道工程獲得了國家發(fā)改委正式批復(fù)。消息在膠州灣兩岸迅速傳開。寄托著幾代青島人的夢想,歷經(jīng)23年編制的跨海藍(lán)圖,就此破冰而出。
市政府確定由國信集團(tuán)負(fù)責(zé)投資、建設(shè)、運營膠州灣隧道項目。集團(tuán)安排我協(xié)助集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)具體負(fù)責(zé)隧道建設(shè)。此后的6年多時間里,我和建設(shè)團(tuán)隊的同事們以及參建的三千鐵軍,就在這40多米水深下的隧洞內(nèi),頭頂著萬頃海水,冒著塌方、冒頂、突水的危險,一寸一寸地爆破、掘進(jìn),過“鬼門關(guān)”似地先后安全穿越了13條海域斷層、5條陸域斷層,成功開挖了18米高、27.8米寬、面積達(dá)398平方米的超大斷面,在市區(qū)端構(gòu)筑了設(shè)計有兩條匝道的“海底立交”。
那真是“壓力海大”的日子!隧道全線貫通時,山東電視臺的記者做現(xiàn)場直播時,問我整個隧道的長度,我將兩條主隧道和一條服務(wù)隧道相加,得出了約兩萬米。博識的記者隨即想到了凡爾納的小說《海底兩萬里》,確定直播的標(biāo)題就叫《海底兩萬米》。我頓時心生感慨:兩萬米,兩千多個晝夜,這是我人生中刻骨銘心的時空??!
一
初識海底工程的風(fēng)險,是在海域地質(zhì)勘探階段。
隧道跨海域段有3950米,地質(zhì)條件非常復(fù)雜。從1993年起,市里先后委托勘測單位做了4次物探勘察,初步探明該隧址區(qū)斷裂層裂隙發(fā)育密集,分布有十幾條斷裂破碎帶,使得海水與隧洞地下水相互連通。這每一條斷裂帶,都是懸在建設(shè)者頭上的達(dá)摩克利斯之劍!在隧道設(shè)計、施工之前,必須經(jīng)過細(xì)致、準(zhǔn)確的地質(zhì)詳勘,進(jìn)一步探明海底的圍巖情況,以便制定應(yīng)對之策。
地質(zhì)詳勘于2006年4月正式開鉆,沿線共布置了61個鉆孔。經(jīng)海事部門批準(zhǔn),鉆探船在膠州灣灣口實施作業(yè)。
這里恰好是膠州灣億噸大港繁忙的主航道,3公里寬的灣口每天有300多艘萬噸以上的貨船進(jìn)出。春夏之交,正是青島的霧季,海上能見度最低時,船頭看不見船尾,作業(yè)風(fēng)險非常大。開鉆不久,15天內(nèi)連續(xù)發(fā)生了四起大型貨船與鉆探船擦碰事故。最嚴(yán)重的一次是在 ?月 ?日凌晨,一艘30萬噸的外籍油輪在7艘引航船的引領(lǐng)下,似乎對正在前方海域拋錨作業(yè)的鉆探船視而不見,排山倒海地朝著鉆探船徑直壓過來。只有一千多噸的鉆探船與那艘巨無霸相比,如同停在高速路上的一只甲蟲。船上的工人們驚恐地朝著萬噸巨輪揮手狂喊,有的趕緊整束救生衣以防不測。萬幸的是油輪只是與鉆船側(cè)刮,將鉆船2.8公分粗的鋼纜,像拽發(fā)絲一樣拉斷了。引航拖輪則直接與鉆船碰撞,將鉆船撞出約100米,拉斷了兩根錨繩。我在睡眠中接報后,立刻乘船趕往現(xiàn)場,看到工人們在受損的船上仍然驚魂未定。我們請勘探單位給市政府寫了緊急報告,市政府分管領(lǐng)導(dǎo)閱報后當(dāng)即給海事部門負(fù)責(zé)人打電話,要求他們加強引航,確保海上鉆探船只和人員安全。
地質(zhì)勘探共完成進(jìn)尺達(dá)2361米。我們選取了一批有價值的巖芯,統(tǒng)一編號后精心存放起來。這可是滄海桑田億萬斯年來膠州灣海底第一次被取芯做“體檢”的成果。封存時,我撫摸著冰涼的巖芯,卻感到是那樣的溫潤。
在勘探期間,為了確保詳勘方案切實可行,使得勘探工作一舉成功,我們和勘探單位分別邀請青島本地和國內(nèi)的頂尖地質(zhì)專家,對方案進(jìn)行了三次論證。第三次論證會邀請了王思敬、錢七虎、徐世哲、秦蘊珊、馮叔渝、張宗祜共6名兩院院士參加。院士們大都從事工程地質(zhì)類專業(yè),這種專業(yè)背景,給人一種從地層深處散發(fā)出來的深邃、嚴(yán)謹(jǐn)、厚重的感覺,使人肅然起敬。這些國寶級的專家,對這條中國大陸第一批建設(shè)的海底隧道表現(xiàn)出了極大的興趣。
王思敬院士被大家推舉為專家組長。王院士是中國科學(xué)院地質(zhì)研究所研究員,我國著名的工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)和巖體力學(xué)專家,長期致力于水電、礦山、國防和環(huán)境工程等方面的科研生產(chǎn)工作。王院士的眼睛看起來特別有穿透力,平和中透著幾分冷峻。論證會在他的引導(dǎo)下,絲絲入扣,如剝春筍,錯綜復(fù)雜的膠州灣地質(zhì)似乎被層層打開,經(jīng)過條分縷析,逐步清晰起來。
錢七虎是軍隊系統(tǒng)的院士,一身戎裝,白發(fā)盈寸,虎虎生威。錢院士長期致力于防護(hù)工程的教學(xué)與研究工作,為形成我國防護(hù)工程理論體系和計算方法作出了重要貢獻(xiàn)。上世紀(jì)八十年代,他在南京解放軍工程兵工程學(xué)院任院長時,就是全軍著名的模范人物。當(dāng)時我在部隊工作,曾經(jīng)參與過對他的宣傳。在青島見面,我向他提及此事,彼此感到非常親切。
馮叔渝院士是著名爆破工程專家,50年代最早將蘇聯(lián)大爆破技術(shù)引用到我國的鐵路新線建設(shè)中,提出的定向爆破筑壩設(shè)計理論和壩體堆積計算方法等,已被國內(nèi)工程普遍采用。馮院士年逾八十,是專家中的長者。到對岸薛家島踏勘現(xiàn)場那天,乘船時老人家瞇起了眼睛,隨著輪渡晃晃悠悠地打著瞌睡,我們對他的身體有些擔(dān)心。但是下船后到達(dá)洞口位置,雙腳踏上被風(fēng)化成礫石的山坡時,老人家頓時雙目放光,腳步有力,攀高蹬坡,不時撿起各種巖石在手里摩挲著、擊打著,使我們大為感慨什么是專業(yè)精神和專業(yè)的力量。
論證會期間,我們特地請人對專家發(fā)言做了速錄。專家們侃侃而談,打字員神速錄入,一天下來即有4萬多字的文稿。會后,我們組織勘探單位對照專家的發(fā)言,又認(rèn)真“反芻”了一遍,將專家意見做了充分消化和吸納。
首戰(zhàn)告捷!詳盡的詳勘成果,為后期的設(shè)計、施工提供了準(zhǔn)確的依據(jù)和有力的保障。
二
2008年5月21日,膠州灣隧道黃島端斜井正式進(jìn)入海域段施工。服務(wù)隧道和左右主洞已順利穿越后岔灣社區(qū)地下,分別掘進(jìn)達(dá)1175米、793米和928米。
進(jìn)入海底施工,是大家摩拳擦掌的期盼,一旦來臨之后,又倍感緊張。
施工前,我們邀請國內(nèi)知名地質(zhì)和隧道施工專家,專題研究歸納出了海底隧道工程的九大主要風(fēng)險,排在第一位的就是透水。上個世紀(jì)八十年代由高倉健、吉永小百合、三浦友和主演的日本電影《海峽》,反映的就是日本青函隧道施工中發(fā)生冒頂事故,洶涌的海水進(jìn)入隧道,造成了重大損失。后來我聽有的專家講,青函隧道內(nèi)涌進(jìn)的海水里,都能看到魚。當(dāng)年看電影是作為藝術(shù)去欣賞的,今天自己也成了海底隧道建設(shè)者,再回想影片中的慘烈場景,有一種近距離的恐懼。
針對可能出現(xiàn)的透水風(fēng)險,我們在做好準(zhǔn)確詳盡的地質(zhì)詳勘基礎(chǔ)上,制定了包括專家團(tuán)隊、技術(shù)方案、設(shè)備保障等一系列預(yù)案。采取綜合超前預(yù)報手段,是膠州灣隧道施工的一大特色。其中有利用斷面較小的服務(wù)隧道超前掘進(jìn),為主洞預(yù)探前方水文地質(zhì)情況。早在設(shè)計階段,圍繞是否設(shè)置服務(wù)隧道,專家和設(shè)計人員產(chǎn)生了不同意見。我們在考察、搜集和研究國內(nèi)外同類工程建設(shè)經(jīng)驗教訓(xùn)的基礎(chǔ)上,確定設(shè)置并先行施作服務(wù)隧道。就像是戰(zhàn)斗中的先頭部隊,服務(wù)隧道提前出發(fā),超前掘進(jìn),與主洞保持著一百米左右的距離,及時將前方遇到的水文地質(zhì)情況偵察清楚,使得主洞施工有備無患。隧道通車后,服務(wù)隧道就成了設(shè)備檢修和搶險救援通道、市政和通信等管線過海的管廊。在整個施工開挖過程中,每一個斷面至少布設(shè)3三至五個超前探孔,綜合利用施工地質(zhì)調(diào)查、紅外探水、地質(zhì)雷達(dá)等方法,進(jìn)行超前地質(zhì)探測,預(yù)報不良地質(zhì)體(帶)的位置、規(guī)模和性態(tài),進(jìn)行圍巖類別的確認(rèn)。施工期間累計開挖超前探孔六萬米,可沿隧道折返五個來回。此外,鑿巖臺車、噴射混凝土機械手、仰拱棧橋、大型注漿設(shè)備、多功能鉆機……隧道內(nèi)幾乎集合了國內(nèi)外最先進(jìn)的隧道施工設(shè)備。掌子面開挖是隧道施工最危險的區(qū)域和工序,透水、掉塊、塌方、爆破事故等等,通常是在這里發(fā)生。由于采用了現(xiàn)代化程度很高的大型鑿巖臺車,掌子面開挖時現(xiàn)場只需要三至五名工人,極大地降低了施工風(fēng)險。
2009年5月6日,左線隧道累計完成開挖支護(hù)1772米,入海278米。右線隧道累計完成開挖支護(hù)2799米,入海1329米。服務(wù)隧道累計完成開挖支護(hù)3555米,入海1745米。隧道兩端共開設(shè)11個作業(yè)面,已全部處于海域段作業(yè)。
當(dāng)前晚上9點多鐘,我突然接到了對岸薛家島端隧道探孔出水的電話。當(dāng)時兩岸間的末班輪渡已經(jīng)停運,我立即駕車駛向膠州灣高速公路。那是立夏的第二天,天氣晴暖,月光皎潔,膠州灣波光粼粼。風(fēng)景與我無關(guān)。我快速駛過67公里長的環(huán)灣高速,直接進(jìn)入出水隧道現(xiàn)場。出水位置在離洞底約7米高的掌子面上,海水從手腕粗的探孔噴涌而出,每分鐘出水量達(dá)156升。海水濺到臉上,是咸的。這是透過斷層破碎帶流進(jìn)來的原汁原味的海水,它的源頭是無窮無盡的。
集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)、我的同事們紛紛趕到了,施工、監(jiān)理、設(shè)計、超前地質(zhì)預(yù)報和監(jiān)控量測等單位的管理和技術(shù)人員也齊刷刷來到現(xiàn)場。嘩嘩的流水聲里,大家神色凝重,腳步匆匆,略顯緊張,但很快就穩(wěn)定了下來。前期精心準(zhǔn)備的“功課”現(xiàn)在發(fā)揮了作用。大家迅速確定了注漿堵水方案,利用鑿巖臺車,將能夠快速凝固的超細(xì)水泥漿,強力注入出水的裂隙帶里,把海水封堵在了巖石外層。此后,分別采用斷面局部小管棚超前注漿、周邊帷幕注漿、全斷面超前帷幕注漿、局部徑向注漿堵水等方案,成功穿越斷層破碎帶和節(jié)理裂隙帶30多條,注漿堵水段次60多個。
首次注漿結(jié)束后,我們召開了“膠州灣隧道工程穿越不良地質(zhì)注漿堵水加固技術(shù)專家研討會”,邀請包括3名院士在內(nèi)的專家對注漿堵水方案及效果進(jìn)行評估。專家們現(xiàn)場踏勘后,在評價中慷慨使用了“固若金湯”一詞。
如今,膠州灣隧道已正式啟用了兩年多。按照設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),這條隧道的排水量為每日七千噸,但實際只有三千多噸,得到了業(yè)界的高度肯定。
三
作為隧道工程專家,中鐵西南科學(xué)研究院副院長嚴(yán)金秀見證了膠州灣隧道建設(shè)的全過程。身為女性,從事地下工程有諸多不便。有的施工單位有條不成文的陋習(xí):不允許女性進(jìn)入隧道。我們開玩笑說嚴(yán)金秀是“女神”,誰還敢不讓進(jìn)?因此,洞里洞外,經(jīng)常能見到她的身影。2010年4月28日,隧道全線貫通后,嚴(yán)金秀親自撰寫了《科技鑄蛟龍 創(chuàng)新鍛品質(zhì)》一文,用心總結(jié)概括了膠州灣隧道建設(shè)中取得的重大創(chuàng)新和突破,分別是:首次實施第三方超前地質(zhì)預(yù)報,首次采用鑿巖臺車鉆孔注漿,首次采用高性能噴射混凝土,首次采用可維護(hù)防排水系統(tǒng),首次實施第三方監(jiān)控量測,首次采用機械噴射手噴射混凝土。
膠州灣隧道是大陸第一批開工的海底隧道。作為建設(shè)單位,國信集團(tuán)是第一次接觸地下工程。當(dāng)初,我們并沒有刻意追求實現(xiàn)多少創(chuàng)新和突破,只是抱著一種“戰(zhàn)戰(zhàn)兢兢,如履薄冰,如臨深淵”的心態(tài),一絲不茍地做功課。對工程中遇到的所有專業(yè)上的懷疑、猜疑和質(zhì)疑,寧可信其有,不可信其無。有一家專業(yè)地質(zhì)單位的技術(shù)人員對詳勘后某一區(qū)域的地質(zhì)結(jié)論提出質(zhì)疑,負(fù)責(zé)勘探的單位感到胸有成竹,不打算予以回應(yīng)。我們請來地質(zhì)專家主持,安排雙方面對面“交鋒”,有問必答,有疑必辯,最終消除了質(zhì)疑方的疑問。此后,我們還主動邀請這家單位的技術(shù)人員進(jìn)入隧道補充勘探的現(xiàn)場,進(jìn)入隧道施工的掌子面,參與地質(zhì)專業(yè)分析會,將一場誤會變做了不放過一個疑點的專業(yè)“對撞”。
廈門翔安海底隧道比膠州灣隧道早開工近一年,施工中遇到了非常復(fù)雜的地質(zhì)變化,有的掌子面被迫停工達(dá)半年多。我們開工前多次派人去翔安隧道現(xiàn)場取經(jīng),與建設(shè)單位以及設(shè)計、施工、監(jiān)理人員專題座談,請先行者給我們以提醒和預(yù)警。我們還專門邀請翔安隧道建設(shè)指揮部的負(fù)責(zé)人到青島,一下子給他列了20多個需要請教的題目,花了一天時間進(jìn)行咨詢和交流,光記錄就整理了兩萬多字。
重大工程需要科研的配合和支撐。我們在廣泛調(diào)研和征求意見的基礎(chǔ)上,從近百個題目中篩選出了一批科研課題,涉及到了隧道工程設(shè)計、施工和運營等各個方面。2006年9月,我們邀請了北京交大、西南交大、中國礦大、南京大學(xué)、中鐵西南院等專業(yè)院校以及設(shè)計、施工單位的專家們,利用兩天時間逐個進(jìn)行了究討論,討論發(fā)言記錄了近四萬字。此后,又經(jīng)過認(rèn)真調(diào)整和補充,最終確定了23個科研課題。這些課題把握了國際上隧道工程界的新技術(shù)、新材料、新工藝以及先進(jìn)的建設(shè)經(jīng)營理念,緊扣膠州灣隧道特點和難點,既有很強的針對性和實用性,又保持了適度超前。國信集團(tuán)投入近兩千萬元,委托國內(nèi)外權(quán)威科研機構(gòu)承擔(dān)了課題研究和攻關(guān)任務(wù)。在我們的組織和協(xié)調(diào)下,負(fù)責(zé)課題的專家和技術(shù)人員經(jīng)常吃住在工地,到現(xiàn)場搞研究、接地氣,克服了工程科研課題常見的拿課題費、閉門造車、發(fā)表論文或評獎后便束之高閣的現(xiàn)象。其中的最小巖石覆厚度研究、超前地質(zhì)預(yù)報研究、防排水系統(tǒng)研究等課題成果,都被同步運用到了設(shè)計、施工中,在關(guān)鍵環(huán)節(jié)發(fā)揮了重要指導(dǎo)作用。同時,國信集團(tuán)還申請了兩億元的技術(shù)援助貸款,支持和鼓勵設(shè)計、施工單位加大科技投入,提高工程的技術(shù)含量。
2011年6月30日,膠州灣隧道順利竣工通車。典禮如儀。由市民私家車打頭組成的車隊緩緩駛?cè)胨淼?。棄舟駕車橫越膠州灣,千百年來的夢想一朝成真。我們原本打算隧道竣工后建一座通車紀(jì)念碑,我連碑文都擬好了。后來由于種種原因,紀(jì)念碑沒能修建。但我想,無形的紀(jì)念碑其實在膠州灣隧道開啟第一鉆、爆破第一炮的時候,就已經(jīng)開始澆鑄了。它大象無形,千秋永存。這里,我不揣拙陋,將當(dāng)時起草的碑文附后,權(quán)作寄托。
膠州灣東臨嶗瀛,西引海右,南北連接半島,環(huán)灣重鎮(zhèn)棋布。三萬余傾海灣,控扼交通咽喉,隔岸燈火相映,青黃不能鏈接。每遇風(fēng)霜雨雪,舟車不發(fā),商旅難行。百年青島,望洋興嘆!
環(huán)灣保護(hù),擁灣發(fā)展,青島面臨世紀(jì)蝶變。突破瓶頸,跨海通達(dá),成為重大歷史選擇。市委、市政府長謀遠(yuǎn)略,因時因地,提出建設(shè)海底隧道宏偉構(gòu)想。凡事預(yù)則立,不預(yù)則廢。工欲善其事,先利其器。方案比選,數(shù)易其稿;專家評估,各抒己見;市民聽證,議論風(fēng)生。科學(xué)決策,體現(xiàn)嚴(yán)謹(jǐn)、審慎、務(wù)實作風(fēng);縝密構(gòu)想,彰顯安全、環(huán)保、人文精神。
公元二零零六年一月,膠州灣隧道工程獲國家核準(zhǔn)。二零零七年八月,國信集團(tuán)奉市委、市政府重托,舉資三十四億,修建海底隧道。三千鐵軍,氣勢如虹。九百晝夜,感天動地。越斷層,穿裂隙,頂坍塌之險,冒突水之虞,精衛(wèi)填海風(fēng)濤在,愚公移山有來者。資深院士,知名大師,屢屢深入現(xiàn)場踏勘,頻頻參與技術(shù)論證。專業(yè)院所,權(quán)威機構(gòu),踴躍承擔(dān)科研課題,提升工程科技品質(zhì)。沿線居民,顧全大局,犧牲小我,盡顯主人襟懷。駐軍官兵,義施援手,慷慨相助,光大魚水情誼。各級管理者殫精竭慮,臨深履薄,科學(xué)組織,合理調(diào)度,精心打造人文隧道、科技隧道、環(huán)保隧道。
二零一一年六月,膠州灣隧道如期竣工通車。潛龍入黃海,微瀾動水面。壯哉千秋業(yè),美哉新景觀。為銘記參建人員之卓越貢獻(xiàn),感謝社會各界之傾情相助,特撰此文,書以永志。