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。
（文中图片均由受访方提供）
