佛山首条过江隧道——汾江路南延线隧道工程诞生记

去年4月底的一个凌晨，佛山东平水道，身高1.75米的赵坤在深约30米的河底，他呼吸急促，汗水浸透衣服，黏黏的沾在前胸和后背；一段长达115米，重达4 .23万吨的隧道管段，以每小时6到8米的速度，和他一起缓缓下沉。

这个来自天津的小伙刚毕业不久，还是团队中年纪最小的，他虽只是一名助理工程师，但此刻与他并肩的是数十名曾参与建设“天津海河隧道”、“广州市洲头咀隧道”的高级工程师们，他们将在佛山完成一项史无前例的施工：国内断面最大的公铁合建沉管隧道的管段沉放。

这就是佛山汾江路南延线工程项目，也是同址合建的广佛线二期（南延线）工程，更是佛山交通史上首条“过江隧道”。今年6月，项目已经全线电通，预计12月底将开通试运营。

隧道如同一条潜龙，穿越东平河下，连接禅城与365体育娱乐。路线全长4 .3公里，其中下穿东平水道隧道全长约1.38公里，沉管段长445米。

建成后，公路按双向六车道、城市I级主干道标准设计；地铁广佛线二期（南延线）则设澜石、世纪莲、东平、新城东4个站。这将极大地缓解澜石大桥、东平大桥的交通压力，加强东平河南北向交通联系，预计地铁和公路的日送旅客或达30万人次。更重要的是，也将开启365体育娱乐、禅城和广州，三地交通网络60分钟地铁圈时代。

一河两岸过江受阻广佛都市圈需南拓 

八年前，2008年2月3日，佛山市政府在十三届27次常务会议作出重要决定，让广佛线南延至东平新城。“以此拓展广佛都市圈覆盖范围，更好支持佛山‘南拓’战略，往南边新城中心发展。”一名佛山城市规划人士称，由于广佛南延线与汾江路南延线工程均要在同一走廊过东平河，“因此，最终统一进行研究。”

八年后，2016年5月15日下午4时，从澜石路尽头望去，繁忙的东平水道河面上，每小时多达上百艘的货运船只穿梭而行。河下，从禅城澜石往新城东，广佛线二期（南延线）穿越东平水道的隧道，已接通成型，地铁轨道也铺设完毕。上百名工人正忙碌着，他们正紧张地进行水下隧道内的施工作业。

得益于过江隧道的建设，整个华南地区双地铁、双轻轨的一个中心枢纽站，未来将在365体育娱乐落成。“4条轨道线在地下进行换乘。未来，去广州南站也就十来分钟，到港澳都在一个小时之内。”较早前，365体育娱乐党工委委员黄海分析称。

6个方案逐一论证西线“合建”胜出 

然而，如此重要的一条线路，设计之初也是颇费周折。

最初，设计师们提供了2大方案和3个位置选址。“一是公铁合建沉管隧道方案；二是桥梁+地铁盾构隧道方案。”项目的一名程姓负责人介绍，在2大方案基础上，有3条选址线路，分别是西线、中线和东线。共计6个方案进行论证。

“中线和东线两个位置选址，因涉及到附近澜石码头及其办公地点，先被PK掉了。”该负责人说，因为涉及搬迁码头的问题，费用巨大。

但仅剩的西线选址，也遇到了棘手问题———在西线，到底是公铁合建沉管，还是桥梁+隧道来分建？

“两个方案都可以建，完全不存在技术上的难题。”高级工程师胡勇前回忆，且据初步预算看，桥梁分建方案比前者的总投资还要少许多。“在分建方案上，桥梁高度要求很高，造成下坡引桥段非常长，两岸占地非常多。”胡勇前说，从一河两岸的城市景观来说，长长的桥梁非常具有割裂感。“这会制约城市发展。”

不仅如此，从两岸城市发展位置看，上游500米是澜石大桥，下游1000米是东平大桥。东平水道，素来被称为“南握珠江之咽喉，北通两广之腹地”黄金水道。在项目部常务副经理杨海涛看来，“再分建一座桥，密集三座大桥，对航道通行来说，无疑是不利的。”他说，“建桥太低，船舶因高度受限无法从桥下通行。如旧澜石大桥，净空太低，已被拆。但合建的沉管隧道不存在这样的问题。”

相比桥梁+隧道分建的方案，公铁合建沉管方案更优胜在城市景观上，“两岸占地拆迁少，对周边环境、土地利用负面影响小，更易与周边路网衔接等。”基于这些因素，后者被最终采纳。

最终，建桥梁+隧道分建的方案最终被PK了下去，但更大的困难如拦路虎一般，还等在前面。

定了最优的方案，却遇到最棘手的困难。

2016年6月，过江隧道正进行机电安装阶段的施工。整个隧道断面宽度长39 .9米，容纳公路双向六车道，地铁双向两车道。“在沉管隧道中，它是国内首个断面最大的。”建设方称，这也是继广州珠江隧道后，国内第二次建公铁合建的沉管隧道。“但在中上游修沉管隧道，这在国内还是一个空白。”

更让建设者头疼的是，沉管隧道所在西线位置，处在东平河道中游S形的中间弯道处，“这里水流流速大，变化多，没有哪一个部门有该处的详细水文资料。”交通运输部广州打捞局一名隧道建设专家杨工程师称，沉管隧道就是采用巨大管段下沉河段，进而连成一条水下隧道。但是，往二三十米深，约10层商品楼高的深水里下放巨型管段，并不是件容易的事。

“一段管段100多米长，重达4万多吨，水流流速大于2m /s，都极难在水里平衡。”他说，“这需要通过测量，分析找到一个合理的水流流速区间。”

然而，S形弯道处水文复杂。什么时段存在水流流速小于2m /s？是否存在这样的可能性？成为摆在建设者面前的一个大疑团。

为了得到大量数据分析，建设者们用了近两年的时间，在S形弯道处的东平河附近，设立了几十个水文检测点，“进行了日夜监测，从几十万的水文数据中，试图分析出哪个时段，水流速度是小于2m /s的。”胡勇前回忆，当时为了拿到最准确的水流流速，建设者还联动上游肇庆、柳州等水文部门，“连上游何时放水，都要具体掌握。因为我们担心，每一个细小的因素，都会影响水流速度。”他说。

历时两年数据分析，建设者们分析出，因潮汐、上游水文等因素，每个月仅有2次机会，水流流速适合下放沉管。而最终，工程师也确定了2015年4月29日，启动第一节沉管隧道的浮运沉放工作。

制造4节“庞然大物”攻坚中发了20篇论文 

与此同时，一个巨大的工程也在展开。

建设者们开挖干坞，一个用来预制沉管管段的场所。“就是在临时的干坞中制成钢筋混凝土管段，向干坞内放水后，将其浮运到河里的隧址沉放。”负责管段预制工作的一名工程师介绍。

本次4 4 5米的沉管隧道要用到4节管段，每节管段分为115、115、10 5、110米长，宽39 .9米、高9米。“每节管段砼（即混凝土）约1 .5万方，相当于两个足球场大小；每节管段重达4 .3万吨，相当于30辆20节车厢的火车的载重量。”

这4个庞然大物，从2014年9月开始预制，用时15个月才最终完成。而容纳它们的干坞和主体的基坑，开挖面积就达5 .6万平方米，相当于8个标准足球场大的面积，而最深开挖深度23 .1米，如9层楼高。

管段的材料极其讲究，光是在防渗抗裂方面，就超过了20项的施工工艺。工程师对混凝土作了精细的材料配比，以满足其均质性和水密性特别高的要求，并保证必需的抗浮安全系数。

“管段的防水等级和抗渗等级，均达到P 10等级，离最高等级大于P 12仅差2个等级。”杨海涛称，为了让制作的管段不开裂，建设者们想出了循环冷却水降温的办法，使得混凝土内外温度差处于恒温状态。“以便让它凝固时不开裂。”“这些都是技术攻关的活，非常的难。”杨海涛说，从干坞到沉管完成，项目组共刊出近20篇优秀科技论文。“都是关于攻坚克难想办法的。”

克服了管段预制的种种技术攻坚，但接下来，真正的考验才刚刚开始。

因为担心“爆破可能会把自家房子震裂”，附近村民几次提出抗议。工程师们经过两个月数十次研究和试验，将爆破振速从“卡车经过时的噪音”，降低到了“滚筒洗衣机洗衣服的声响”。

过江隧道要穿过的东平水道，是广东省的黄金水道。“在这样一条繁忙的航道上施工，时间久，影响大。尤其是全封航期间涉及上下游70多家企事业单位。”项目相关负责人公祥玉说，但在管段下放前，必须要在水下炸开一条基槽，用来沉放预制好的4节巨型管段。

如何避开繁忙的水上交通，不出安全事故，又能让炸基槽工程如期完工，这让建设者们陷入两难。“从开始炸基槽到完工，前后近10次迁改航道。”公祥玉说，然而，令爆破专家和工程师想不到的是，更大的困难，远不止于此。

从2012年7月开始，到2015年1月基槽爆破粗炸终于完成，整个工程持续了近3年，其间共经历了3次停复工。基槽总开挖量达到约44万方，其中水下礁石达34万方，也就是说，用3立方挖掘机，需要挖11万次。

“要完成这个巨大工程量，建设者几乎完成了一项不可能完成的工作。”公祥玉解释，东平河的河床呈现V字形结构，从中间向两边，水位逐渐降低。“基槽要挖的地方，最深水位超过27米。每一次，你都必须算准爆破的精准范围。”

最大的困难还是出现了———因为担心“爆破可能会把自家房子震裂”，河岸附近的村民前后3次阻止工程施工。

面对突如其来的抗议，工程师杨海涛也顿感意外，他说，之前炸礁的爆破振速按每秒小于1 .5厘米进行控制，相当于保护省级文物的标准。这个概念相当于在20米外，一辆普通卡车通过产生的声响。

但村民仍然不放心。爆破专家减少炸药量，降低了爆破振速，同时在村庄附近设置多个地震监测点，以便获得监控数据，“之后，村民还是对爆破技术提了更高要求，必须再次减少振速。”

但如果继续减少炸药的药量，施工效率会更低，将严重拖慢整个基槽的施工进度，随之而来的是对繁忙航道的影响也会进一步扩大。更让建设者担忧的是，这必将与之前测量到的沉放管段最佳时间段发生冲突。“这也将意味着，之前2年多的水流流速监测成果，有可能作废。”杨海涛说。

如何能想出一个最佳方案，既不会拖延工期，又能让爆破振速降低下来？经过两个月的数十次研究和试验，工程师们想出了一个办法：“第一步，在水中设计了一排气泡帷幕。给有孔的管道通气，产生一排气泡，爆破声波穿过气泡时，达到减少振速的效果。”杨海涛说，第二步，在岸边打一排减震孔。“再次起到降低爆炸振速往前传播的速度，让它缓慢下来。”

新的爆破方案终于把爆破振速降低到每秒0 .5厘米，在岸边听，几乎相当于一台滚筒洗衣机洗衣服的声响，问题也得到了解决。

与万吨重的管段一起下沉近百工人合力完成动作 

基槽开挖完毕之后，终于迎来了技术难度最高的管段沉放。

“如何让形如一艘小型航母大小的巨型管段，从干坞浮运到指定位置？”一名程姓工程师说，各方想出了实时定位方法，在缆绳的牵引下，让管段沿着设置的轨迹走。“形象地说，就是给管段装了导航系统，每隔10分钟纠正导航一次。”

“浮运需要多次更换方向，就好像多次打方向盘一样，调整位置。”该名工程师称，仅仅换一次方向，近百人需要忙活一到两个小时，才能把这个巨型管段调整到最佳位置。到了沉放的指定位置后，多艘驳船锚锭用铁缆绳索吊拉着管段，以便次日沉放。

5月16日下午，走在已沉放好的过江隧道中，赵坤如数家珍，对管段接口、消防通道、隧道最低点等等位置，他了如指掌。他用手电筒往前面一照，“再往前走10米，那边就是隧道最低点了。”水下一共4节管段，赵坤参与了3节的沉放。

赵坤回忆，去年4月29日，是第一节管段E 1的浮运沉放阶段。在12个钟头里面，他们要把管段放到东平河水下指定位置，让管段和岸边开挖的隧道口对接，形成水下隧道延长部分。

当天蒙蒙亮，5：30的闹钟准时响起，赵坤便翻身起床。这一天，终于要和管段“一起沉下东平河道”。当天老黄历显示，当日宜“修造、动土，事可行”。

下水前，赵坤双手合十，虔诚默念，“希望一切顺顺利利”。他背着一个背包，里面装了水和饼干，与十几名同事一起，从预制的管段顶部，沿着一条长约27米的不锈钢圆筒通道口爬了下去。

总指挥看着台面的测量仪器，此时东平河道的水流速度是1m /s，恰好在之前预测的范围内，可以平衡放下这个4.3万吨的管段。

驳船上的升降仪器开始启动，管段的多个位置，拉着的四根铁缆绳，开始以极慢的速度———每小时6到7米的速度下放。“为了保持平衡。”在管段里面，赵坤他们身处在温度三四十摄氏度的密闭空间里，管段里两边依次各放着10个水箱，编号从1到10 .就位的队友分列两排。要配合铁缆绳下降速度，他们要打开阀门，让水管与东平河水对接，对水箱进行注水，让沉管增重下沉。

每下放一到两米，他们则要核对管段里的水平刻度，是否都在同一水平线上。与此同时，多名潜水员也在水下进行实时监控，“一旦管段位置偏离，他们会告知总指挥调整位置。”

当管段到达水下二三十米深后，在立面上产生了相当于4 5 0 0吨压力。在如此大压力下，如何精准对接？

项目工程师想出了国内首创的管段水下高精度对接测控系统的方法———声呐水下阵列测控定位。“声呐仪器发射出信号波，管段3个方位的信号波与对接处方位的重叠，即表示水下位置对接成功。”工程师说，这就好像穿针引线一样，一旦孔对准了，就可以引线对接，然后进行管段的水下合龙。

“管段前端周边有一圈胶垫，在压力下产生压缩变形，形成一个水密性良好的止水接头。对接后，两个管段形成一个密闭室，抽去里面的水分再处理，水下管段就成功接上了。”该工程师说，后来因汛期到来，直到2015年9月，4个管段沉放才最终完成。

4个管段沉放之后，如何让对接的管段稳固在河道上不变形走样？一名程姓工程师做了一个形象比喻，给木板四周钉上钉子，让它固定在地面上。

他解释，当管段对接好，管段底部与基槽之间尚有空隙，为了固定管节位置，施工人员先采用灌砂法回填底部基础充实底部。最后，工程队会在管段四周的几个圆孔中，采用压混凝土方式注入，“像给木板四个角钉上钉子”让它稳定在地面上。

5月17日，在隧道里的施工现场，地铁轨道已经铺设完毕，公路部分已经在装修墙壁，中间的消防设施也开始安装。

对于轨道的铺设，佛山地铁相关项目组的负责人彭海润回忆，25米的轨道，在地面先安装完毕成“井”字形，随后由升降机把其放置管段路面上，再进行混凝土浇筑。看似简单的工序，却有着十分精细的工艺要求：轨道水平位置误差不能超过2毫米单位。

为了做到这一点，工程师采用多点定位法，在管段面上多个位置，设水平标志。轨道铺设初步完毕后，一台电脑控制的水平测量车，会沿着轨道行驶一遍。

“哪个位置段不平，差多少毫米，测量电脑都会显示出来了，以此进行微调。”彭海润说，更为严格的是，两根25米轨道间的焊接，“里面连一粒灰尘的空隙，都不能存在。”

“伽马射线”神器:可以看到一粒灰尘大小空隙 

一种被称为“伽马射线”仪器，对焊接的探伤进行扫描。“它可以看到里面是否存在一粒灰尘大小的空隙。”他说，轨道的该项检测，就好像在鸡蛋里挑骨头。

2016年6月初凌晨5时，继洞通、轨通之后，过江隧道已全线实现了电通，至此“三通”全部已实现；再经过相关程序，运营单位将进行全线的设备调试；下一步，将迈入全线试通车阶段。交通部门消息称，预计今年年底将开通试运营。