10月26日，全長3.84千米的青島地鐵2號線一期工程延長段正式開工，引發了不少青島市民的感慨。
他們記得，從1987年第一次提出青島軌道交通規劃，到2009年首條地鐵線開工，等了22年。不過，2009年以來10年間，多條地鐵線路相繼開工，他們終於等來了軌道交通快速發展的新時期。
在青島市勘察測繪研究院副總工王殿斌看來，地鐵2號線一期工程郵輪母港延長段的開工建設，不僅可以幫助正在崛起的世界級郵輪母港打通交通瓶頸，更是一個標誌，意味著青島向“軌道上的城市”這個目標，又邁進了一大步。“擁有快捷舒適的地鐵，是青島這座城市多年的夢想。但是，對於地質複雜程度猶如地質博物館的青島而言，地鐵建設的每一步，都在披荊斬棘”。
青島地鐵2號線一期線路圖
地質條件“一米一個變化”
2016年12月，青島市也是山東省首條城市地鐵線路青島地鐵3號線正式通車。這之前，青島市民經常問一個問題：作為全國少有的海灣型城市，三面環海的青島亟待降低出行成本，可為什麼一直沒有地鐵？
青島地鐵3號線全線通車
在王殿斌看來，這個問題不難回答。“如果評選中國建地鐵難度最大的城市，青島肯定名列前茅”。
王殿斌回憶，早在1987年，青島就已經開始籌劃地鐵建設。不過，由於各種原因，青島地鐵建設擱置了20餘年，直到2009年11月，首條地鐵3號線工程奠基，青島開始向著“軌道上的城市”目標全面發力。
青島地鐵3號線開始鋪軌施工。
但是，從奠基到正式通車，3號線用了6年半時間，“跟其他城市相比，3號線建設速度不快，因為青島簡直就是一座地質博物館，複雜的地形和地質結構給地鐵建設帶來了巨大的挑戰”，王殿斌說。
青島地鐵3號線太平角公園站出入口
青島屬於典型的濱海丘陵城市，在長期複雜的多種地質作用改造下，形成了上有性質各異的多種鬆散土體，下有硬度不均巖體的多元複雜地質環境，既有丘陵地帶特有的地形起起伏伏、大河小溝，又有水文地質條件複雜的濱海區。而且，隨著城市化建設的飛速發展，沖溝、古河道、淺灘等大量原始地質信息被逐漸掩蓋，導致地質信息越來越模糊。
“青島建地鐵，就是在複雜多變隱蔽的地質條件下，反覆多次在硬巖、軟巖、構造破碎帶、性質各異的鬆散土層、飽和富水砂層、大河小溝、濱海淺灘和海底等多種不良地質條件下頻繁‘穿越’”，王殿斌說，“可以說，一米一個變化，工程每推進一米，都極有可能遇到不同的地質條件，可能前半米還是堅硬的岩層，可是下半米，突然出現了一個掩藏的淺灘、暗渠”。
中鐵投資集團多年來參與過青島多條地鐵線路建設，該集團隧道專家朱家穩也用“地質博物館”這個詞，形容青島的“地下世界”。
“原來以為青島建地鐵應該相對容易，因為青島的地質條件以花崗硬巖為主，這一點曾經被認為是修建地鐵的有利條件。但在實際建設中才發現，青島地質條件的複雜程度遠遠超出預料”，朱家穩說，青島的花崗岩地貌屬於“百變”花崗岩，以地鐵2號線為例，每個標段的圍巖情況都不同，有的地段相隔五米，圍巖的硬度就能發生五種變化，幾種圍巖結構同時出現，如同“雞蛋和石頭混雜”，施工難度可想而知。
而且除了花崗岩，還有安山岩、凝灰岩等等，目前，青島地鐵沿線探明的已知岩石就有30多種。“青島建地鐵，相當於對青島地質條件的一次全面‘體檢’”。
鐵路橋隧專家張建民也認為，地鐵建設最關鍵之處在於“治水”，妥善處置地下水以及飽和富水砂層等暗藏的“泥石流”。但是對於青島地鐵建設來說，治水更是一個巨大的挑戰，因為飽和富水砂層是青島“地下世界”的重要成員；近海地鐵線路地質破碎帶密佈，不少破碎帶都有“能量”“溝通”海水。
每條線路都有N塊“硬骨頭”
根據青島市城市軌道交通線網規劃，青島軌道交通遠景年線網由18條線路（含兩條支線）組成。複雜多變隱蔽的地質條件是18條線路都必須面對的客觀難題，此外，每一條線路還有N塊自己必須啃下的“硬骨頭”。
以首條線路3號線為例，這條拿下我國土木工程重大獎項——詹天佑獎的線路，建設過程中克服了諸多困難，如基岩以高硬度花崗岩為主，地質突變、節理、斷裂帶較多，地質“上軟下硬”；山地丘陵較多，道路狹窄、曲折、起伏較大；從西往東，經過繁華的老城區，人口眾多、房屋密集、管道繁多，需要下穿、旁穿的文保建築較多等。
參加單位之一、中鐵十七局集團一公司副總經理兼2標項目部經理秦志斌回憶，3號線建設過程中至少打了六場硬仗：下穿115米膠濟線，成功穿越康有為故居、朱樹屏故居、小魚山、海底世界等文保建築群，泉李區間通過李村商圈建築群等等。每一場硬仗，在當時看來都是難以逾越的障礙。比如下穿115米膠濟線，當年，青島地鐵聯合項目部組織國內資深專家對下穿膠濟鐵路方案進行把脈，確定了下穿隧道先搭設115米大管棚作為支撐體系，後在膠濟線架設鋼便梁的方案。施工方利用晚上列車不運行的一小段時間間隔施工，最終成功下穿膠濟線。
青島地鐵3號線泉李區間貫通
去年貫通的青島地鐵1號線海底隧道，被形容為海下88米的奇蹟，創造了三個記錄：國內首條地鐵海底隧道、國內最深的海底隧道和最長的地鐵海底隧道。其中，隧道海域段長度約3.49公里，並不算長，但是從2015年9月動工到去年11月貫通，用時3年多，相當於每年只打通了約1公里。
施工單位項目經理胡紅星迴憶，1號線海底隧道貫通的那一刻，所有施工人員都長舒了一口氣，緊崩了一千多天的神經終於放鬆下來，“施工難度非常大，最深處比膠州灣隧道還要深，距海平面88米，所以隧道上方每平方釐米至少承受8.8公斤水壓，相當於隧道每延米承受300輛小汽車的壓力。而且整條隧道穿越18條岩石破碎、地下水量豐富的斷裂破碎帶，稍有不慎就有海水突湧、圍巖垮塌的危險”。
青島地鐵1號線海底隧道貫通
胡紅星說，為準確預判軟硬岩層分佈情況、裂縫情況、夾層泥土分佈位置及滲水部位，1號線海底隧道綜合運用了TSP地質超前預報系統、超前地質鑽孔取芯、孔內成像、高分辨直流電法、地質雷達法、紅外線法、地質素描等多種手段，“常規的地質勘探，只需要用2-3種手段判斷即可，而我們綜合使用了6種方案，遠近結合，相互驗證，力求對前方的岩層進行一個全面準確的分析。”
海底隧道修建方法主要有鑽爆法、沉管法和掘進機法。因具有適應性強等諸多優點，鑽爆法是主流方法。但在青島地鐵1號線海底隧道施工中，遇到了新情況。
1號線海底隧道與膠州灣海底隧道平行，相距僅150米。“這麼近的距離，如果爆破的力度掌握不好，很有可能對正常運營的膠州灣海底隧道造成極大影響”，胡紅星迴憶，技術人員反覆研究爆破施工對膠州灣海底隧道結構的振動影響規律，計算海底地鐵隧道合理的爆破施工參數，終於得出一次起爆藥量、單段起爆藥量、最大爆破循環進尺等主要參數的控制指標，“在爆破時，我們都是多打孔、少放藥，控制爆破的振速，先爆破岩石內部，然後再逐層向外爆破，終於將爆破對膠州灣海底隧道的影響降到了最小”。
去年底開始運行的青島地鐵13號線和在建的8號線，施工難度不亞於3號線和1號線。
8號線串聯起青島主城區、紅島和膠州市，幾乎連起青島所有地鐵線和重要交通樞紐，被喻為“上高架、穿地下、過大海”。線路不僅多次下穿鐵路、國道、省道、高速路、橋樑、居民密集區等，還要穿越河流、灘塗和海域，尤其是市觀區間，約兩千餘米下穿濱海淺灘蝦池、海參池。
青島地鐵8號線完成高架段上跨桃源河
13號線全部位於西海岸新區，全線穿越上軟下硬不良地質或軟弱圍巖多達88處，開挖過程中極易發生地表沉降、路面斷裂、坍塌等問題，且周邊環境複雜，要穿越6條河流，下穿44處建築物。特別是13號線井岡山路站—嘉陵江路站區間，距離海岸線最近僅約17m，穿越碎裂巖，與海水存在連通性，對於工程建設十分不利。
青島地鐵13號線
為克服13號線隧道湧水的工程難題，青島地鐵集團多次邀請國內權威專家諮詢指導。2016年8月，已故著名隧道及地下工程專家、中國工程院院士王夢恕受邀來到建設中的13號線，他當時指出，13號線離海太近，施工難度在國內是最大的。
青島地鐵13號線車站
“王夢恕院士現場把脈，對混凝土耐久性設計、隧道防排水方案、注漿堵漏措施、防海水腐蝕材料等進行了全面深入的論證研究”，青島地鐵集團總工程師遲建平說，通過採用系統的深孔注漿工藝及先進的注漿材料，13號線最終攻克了隧道湧水的難題，“去年底通車以來，隧道洞內乾燥無水，取得了良好的工程和社會效益。王夢恕院士如果知道，一定很開心”。
青島地鐵13號線俯瞰
“豆腐”裡成功雕出了花
遲建平回憶，王夢恕生前非常關心青島地鐵建設，數次到青島考察，他曾經用“豆腐裡挖隧道”、“豆腐裡雕花”，形容青島地鐵建設的難度，並且為青島地鐵建設開出了“藥方”——“創新”。
“‘創新引領’一直是青島地鐵建設的強力引擎”，遲建平說，青島地鐵自開建以來，在隧道掘進、減震降噪、爆破震動等領域，採用了多個新技術、新設計、新設備，多項達到國際領先水平或在國內首次採用，“地鐵在哪裡施工，哪裡就有新動能在蓬勃生長”。
來青島前，中鐵十二局集團有限公司青島地鐵四號線土建01工區項目經理安振超參與過多個城市的地鐵建設，見多識廣，不過，青島地鐵採用的不少新技術、新設計、新設備，仍令他驚奇。
青島地鐵博物館陳列的一張圖片，就給安振超留下了深刻印象。一個身長近百米、形如“小火車”般的“大傢伙”，從從青島地鐵2號線高雄站地下30多米深處“破殼”而出。這張圖片記錄了青島地鐵建設的一個重要時刻，2016年8月3日，青島地鐵2號線首個TBM區段——高（雄站）海（安路站）區段右線提前20天貫通。
形如“小火車”般的“大傢伙”，學名為“緊湊型雙護盾（DSUC）TBM”。不過，見過它真容的青島市民，為它取了“穿山甲”、“鑽地龍”等別名，“別名更能形象描述它的功能，不論什麼岩石，遇到它都會‘服軟’，掘進速度是常規鑽爆法的3到5倍”，安振超說，這是青島地鐵集團聯合中船重工集團“量體裁衣”，針對青島獨特的地質條件研發的一臺隧道掘進機，並以此為基礎形成了設備製造、土建設計、施工、應急管理等的成套技術，“2號線在國內地鐵領域首次成功應用該技術，小試牛刀之後，如今這套技術在4號線等各條在建線路上大顯身手，青島地鐵應對複雜地質狀況、加快施工進度的信心更足了”。
TBM
安振超說，一項被比喻為“在豆腐裡掏洞”的技術，也給他留下了深刻印象。
這項技術解決的是青島地鐵建設中的減震降噪難題。青島地鐵集團聯合高校和科研院所，將應用於國防軍工領域中的噴塗型高分子減振材料經過改進，在地鐵工程中進行應用試驗，開發出粘彈性約束阻尼新材料和新工藝，專用於地鐵隧道減振降噪，取得具有完全自主知識產權的科技成果，經鑑定達到國際領先水平，並獲得國際發明專利。
已經開通的3號線和13號線，也有多項技術填補了國內行業空白點。
3號線人民會堂站至匯泉廣場站區間借鑑國外隧道的經驗，創新性採用了單層錨噴襯砌支護，以及基於可降解生物材料的新型防排水體系，填補國內行業空白，成為青島地鐵乃至全國地鐵最具特色的區間隧道之一，既能保證結構的強度和耐久性，又達到節能、環保的效果。
人民會堂站斜井
傳統的地鐵施工中，安全監管大多由人力來完成。但是在地下隧道里，人的目視距離只有50米左右，如果要對軌行區實時全程監控，每隔100米就要部署人力。13號線則採用了“智慧雲平臺”，集軌行區全程視頻監控、隧道內外語音通信、人員機具實時定位、車輛運行臨近報警、交叉施工虛擬安全防護、限速區域設置和超速報警、手機客戶端管理等功能於一體，對於傳統地鐵施工管理中遇到的每個問題，都有相應的解決對策。“智慧雲”上崗，13號線施工中節省人力成本上千萬元，總工期節省近6個月。
安振超說，在青島建地鐵，是一段難得的經歷，“從青島地鐵走出去的，基本能滿足國內其他任何一座城市的地鐵建設要求，因為這裡的建設條件足夠複雜，施工技術基本囊括了國內領先的所有工法，的確是在豆腐裡雕花。到現在，青島開通了4條地鐵線路，成功雕出了4朵花，相信未來還能雕出更美的花”。
青島地鐵11號線
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