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◎ 通讯员 张凤华 科技日报记者 张晔
10月12日 ， 国内在建承受水压最高、直径最大盾构隧道用超大直径盾构机——“聚力一号”在中交天和下线 ， 并将用于江阴靖江长江隧道工程施工 。
“聚力一号”开挖直径达16.09米 ， 长140米 ， 重5000吨 ， 是目前国产最大直径盾构机 ， 不仅可实现5000米超长距离连续掘进不换刀 ， 还能解决超大直径盾构机、高水压下掘进“十隧九漏”的世界性难题 ， 实现隧道掘进施工滴水不漏 ， 为我国高水压、超长距离隧道工程施工增添了一把利器 。
江阴靖江长江隧道是《长江干线过江通道布局规划（2020-2035）》 的江苏省44条过江通道之一， 北起靖江公新公路 ， 南至江阴芙蓉大道 ， 采用盾构隧道帆方式穿越长江 。 江阴靖江长江隧道按照双向六车道高速公路标准建设 ， 设计行车速度80千米/小时 ， 预计2025年12月全线通车 ， 将成为交通强国建设江苏样板标志性工程 ， 中国高水压大直径盾构隧道建设创新工程 。
该工程具有大、高、长三大特点 ， 隧道开挖直径达16.09米 ， 为国内直径最大盾构隧道；设计承受最大水压1.2兆帕 ， 为国内在建承受水压最高超大直径隧道；隧道长6445米 ， 其中盾构段隧道4952米 ， 为国内长度排名第二的长江隧道 。 盾构机需下穿长江大堤、船厂、码头等敏感建筑物；富含胶结物的粉细砂、中粗砂层 ， 石英含量高地层；有害气体区域等复杂底层 。
复杂的地质条件和高标准的建设要求 ， 对盾构机性能及智能化程度提出了高挑战 。 中交天和对“聚力一号”做了针对性极强的专门化设计 ， 运用完全自主研发、世界首创的先进技术实现“大块头”与智能化的完美结合 。 “聚力一号”专门配备中交天和特有的超长距离不换刀技术 ， 可实现该线全线5000米掘进不换刀 。 同时 ， 配备智能化导向、智能化地质超前预报、刀具磨损光纤监测、盾尾间隙自动测量、管片上浮及收敛自动监测、高精度有害气体监测和同步双液注浆等系统 ， 确保盾构隧道施工做到“可视、可测、可控、可达” ， 使高强度、高风险、高污染的掘进作业转为安全、高效、节能、环保的绿色掘进模式 。
截至目前 ， 高水压超大型隧道“十隧九漏”仍是世界性难题 。 解决该难题 ， 盾构机姿态控制及时纠偏系统则是关键 。 为此 ， 中交天和打出系列“组合拳” ， 在业内率先攻克这一难题 。 “聚力一号”泥水环流系统配置气垫舱 ， 能实现掌子面压力±0.02兆帕以内的精确控制 ， 有效控制掘进过程中的泥水压力 ， 防止地层发生沉降 ， 保持盾构机的掘进姿态；对油缸压力进行分区控制 ， 下部油缸数量配置恰到好处 ， 便于盾构机抬头 ， 且每组油缸能单独控制 ， 可满足实时纠偏；同步注浆系统具备双液注浆功能 ， 可有效控制管片上浮及注浆后地层二次沉降等 。 防渗漏组合技术已在多个超大隧道工程施工中被成功应用 ， 中交天和超大直径盾构施工的南京和燕路过江通道长2100多米、35万平方米隧道 ， 孟加拉国卡纳普里河底隧道工程长4900米、50多万平方米隧道、印尼雅万高铁一号隧道工程20多万平方米隧道均创造“滴水不漏”奇迹 。
中交天和一直坚持走自主研发、科技创新之路 ， 研发制造了“天和号”超大直径盾构 ， 打破外国品牌在中国的垄断 。 目前 ， 许多核心零部件已实现国产化 ， 并在多个项目广泛应用 ， 盾构国产化率已达95%以上 ， 实现了中国超大直径盾构从跟跑、并跑、到领跑的华丽转身 。 （图片由受访方提供）
编辑：黄磊
【盾构机|国内最大直径盾构机“聚力一号”下线】审核：王小龙
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