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周福霖与汕头海湾隧道

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在中国共产党百年华诞之际,中国工程院院士、广州大学工程抗震研究中心主任、国际减震控制学会理事会主席周福霖荣获“全国优秀共产党员”称号。周福霖是我国高才硕学的抗震、控震、减震专家,为中国工程结构隔震减震控制技术体系的建立、应用和发展做出了开拓性的贡献,他荣获这个光荣称号当之无愧!

汕头海湾隧道,留下了周福霖院士的足迹和心血。

回顾海湾隧道全线通车的情景,历历在目……

蔚蓝的海面上,白鹭翩翩起舞,海浪轻轻拍岸;浩瀚的波涛下,车流畅通无阻,巨龙呼啸穿行。

2022年9月28日,这一天,万里无云,叠翠流金。汕头人民期盼已久,翘首以待的海湾隧道通车了!

这条隧道位于海湾大桥和礐石大桥之间,连接汕头湾南北中轴线,起步于北岸天山南路与金砂东路交叉口,下穿中山东路、华侨公园,穿越苏埃海湾,在南岸跳水馆西侧上岸,终点是虎头山隧道口,与海安路相接。全长6660米,海底隧道段3047米,一级公路标准,路基标准断面宽度30米,双向六车道,时速60公里。

周福霖院士是参与这条隧道的规划、设计、建设的主要专家之一。

汕头处于8度高烈度地震地带,曾被认为不具备建隧道和地铁的基础条件。随着国家经济实力的不断增强和隧道技术的快速进步,尤其是大型盾构机的应用,终于迎来破冰时刻。2008年初,汕头海湾隧道工程终于被提上议事日程。同年5月,广东省交通厅组织周福霖等专家团队赴汕进行可行性研究;2009年8月,评审通过;2011年5月,正式批复立项;2015年2月,隧道启动建设;2018年4月,盾构掘进;2020年8月,隧道全线贯通;2022年9月28日,在二十大胜利召开前夕,海湾隧道全线通车运行!这一工程项目前后历经14年之久。这是奋力拼搏的14年,是中国隧道建设破釜沉舟、苦心孤诣的14年。它不仅仅是汕头人民和海内外侨胞的梦想,更承载了中国中铁隧道股份有限公司、湖南省交通规划勘察设计院、广东省交通厅、中信集团、汕头市委市政府和周福霖等众多专家的心血和智慧!

汕头海湾隧道以“大、高、硬、浅、险”五大工程险情特点闻名,被称为世界级挑战性工程。

“大”:采用15.03米的超大直径盾构机进行施工,这是当前国内完工的最大直径过海公路隧道;“高”:汕头地处8度高烈度地震区,曾被认为不适合建地铁、隧道,隧道抗震设防等级高,中国尚无类似工程经验;“硬”:盾构机穿越三段花岗岩凸起地段,基岩强度高,最高岩石强度达216Mpa,地层力学性质差异性大,是典型的极软极硬复合地层;“浅”:隧道浅覆土长度占隧道总长约60%以上,按工程要求,上部覆土不宜小于1D,不仅覆土层浅,而且大多是淤泥和淤泥质软土等流塑状地层,对于盾构掘进,风险极大;“险”:隧道穿越震陷软土、花岗岩残积土、砂土、孤石群等挑战性地层。此外,还存在着很多不明障碍物,尤其是孤石分布没有规律性难以预测,周围的风化体强度相差巨大,掘进风险大。

为攻克“大、高、硬、浅、险”超级工程难题,中国中铁隧道股份有限公司引入院士力量,借智院士团队。请来中国工程院院士、广州大学工程抗震中心主任周福霖;中铁隧道局集团公司总工程师洪开荣;中国工程院院士钱七虎以及孙钧、周丰峻、王复明、陈湘生等隧道专家来现场掌勺。针对五大险情,反复模拟实验,讨论方案,召开了多场院士专家会,潜心细致把脉问诊,发挥集体智慧,采取针对性科学措施,逐个破解。


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周福霖院士1939年出生于广东省汕头市,1963年毕业于湖南大学,获学士学位;1983年获得加拿大不列颠哥伦比亚大学硕士学位。留学生涯即将结束时,周福霖面临人生新的抉择:是留在加拿大?还是回国?他彻夜难眠,冥思苦想。一边是加拿大优越的待遇和生活条件、先进的科研设备,不可否认这是极大的诱惑!一边是生他养他的祖国期盼他回归。周福霖想:“我的根在中国,加拿大再好,也是异国他乡,自己不属于那里,自己属于中国!”他反复思忖:“我的家园,在遥远的东方,那里有富饶的土地,有锦绣的山河,有我的父老乡亲,祖国的人民需要我,祖国正在呼唤我,我要回到祖国母亲的怀抱!”他半夜起身,动情地写下日记:唐山地震的场面总在我的脑海里浮现,我学的是地震专业,我要把知识用在祖国的抗震事业上,一辈子只做好一件事,为中国人建造地震中的“安全岛”,让中国人住上能在地震中确保安全的房屋!

就这样,倜傥不群、英姿勃发、魁岸俊秀的才俊周福霖义无反顾、信心满满地带着多年积累的心血——13箱书本和资料,毅然决然飞向中国,踏上了献身祖国抗震工程建设之路。

周福霖回国后翌年,就加入了中国共产党,他兢兢业业,坚守初心,为中国人住上在地震中不倒的房子,倾注了一生的精力和心血。当他得知家乡汕头要建设难度超大的跨海隧道时,便立即组织技术团队,马不停蹄地奔赴汕头湾畔,投入硬核攻克“大、高、硬、浅、险”五大工程险情的战斗。

周院士介绍:“针对汕头处于8度地震烈度区的实际,采用9度设防,通过研讨分析,采取柔性抗震体系,运用抗震、隔震、减震科学理念,在每条隧道内设计6处消能减震节点,消除减少地震能量,提高隧道安全寿命。”这在国内外隧道建设中是首创的。

对于孤石群、基岩凸起等极软极硬复合地层掘进,周福霖院士专家团队提出,以地层特性为基础,对盾构机刀盘、推进系统、主轴承等关键部位进行针对性设计,依托盾构及掘进技术国家重点实验室进行室内破岩模拟研究及大数据智能化参数分析,多方论证,确保安全连续通过。

攻克“险”的问题,按要求,隧道水域段上面土层不宜低于15米,而汕头湾最小仅有8.2米,超大直径盾构掘进过程容易击穿上面土层。此外,因海底长年累月积累了大量不明物体,增加了不确定性和危险性。针对地层的特点,采取提前探测的方法,逐一做出处理方案。

科学的设计,精密的操作,大胆的实验,海湾隧道进行了多项科研创新并成功实践,申请并获得了多项国家专利!

经过一线工程人员夜以继日24小时不间断施工。历经816个日日夜夜,攻克了“大、高、硬、浅、险”难题,成功地在波涛之下穿越汕头湾。

这是史无前例的硬核穿越!

周福霖院士掷地有声地说:“汕头海湾隧道海底段虽然只有3047米,长度不算长,但,这是一个里程碑式的工程,对未来的中国隧道建设、世界隧道建设将起到一个示范作用,对我国正在开工建设的琼州海峡隧道、渤海海峡隧道、未来将开工建设的台湾海峡隧道等具有重要的指导意义!”

虽已到了耄耋之年的周福霖院士,仍然精神矍铄,身板硬朗,宝刀不老。他深情地眺望着气势如虹的汕头海湾隧道,宛如一条气吞山河的巨龙。他感到无比快慰,心里涌起激昂的祝词:“汕头海湾隧道,向着新时代新征程前进!”