科技日报记者 张晔 通讯员 蒋巍 张凤华
26日，我国自主研制的最大直径盾构机“沧渊号”在中交天和机械设备制造有限公司成功下线，它将肩负世界最长高速公路水下盾构隧道——海太长江隧道工程左线掘进施工重任。
海太长江隧道位于江苏省长江入海口，北起南通市海门区，南至苏州太仓市，最大埋深超过75米，最高水压超过7.5巴。隧道左线由中交隧道局承建，线路全长39.07公里，其中盾构隧道长9327米。
“沧渊号”开挖直径达16.66米，整机总长176米，总重量超5650吨，再创国产超大直径盾构机新纪录。从过去长江隧道由清一色“洋盾构”掘进施工，到中交天和自主研制国产首台超大直径盾构机“天和号”破局，到国产盾构机与“洋盾构”同场竞技，再到如今的国产超大直径盾构机在长江隧道工程建设中大显身手，彰显我国国产超大直径盾构机研制和应用实现新跨越。
掘进过程中，“沧渊号”需穿越多种复杂地质带，特别在穿越长江及两岸大堤时，沉降需控制在毫米级，掘进难度极大，且江中地质勘探覆盖区域有限，未知区域多，犹如“摸着石头过河”。近17米的开挖直径意味着刀盘所需扭矩大，主驱动轴承负载大；穿越黏土地层，盾构机易结泥饼；高水压对主驱动密封、盾尾密封等部件承压能力要求极高，在保持高性能负载前提下，如何确保盾构机在长江底连续长距离掘进是面临的一项重大挑战。
对此，中交天和研发团队为“沧渊号”搭载三大利器：一是构建“数字大脑”搭载智能掘进系统，实现掘进全程自主控制、智能诊断维护和智能降耗；二是打造“智刃铁齿”革新高效掘进法则，可实现石英砂含量约65%地层单次掘进2000米内不换刀；三是配置“智慧心脏”主动防护安全升级，实现掘进可视、可达、可控，有效避免刀盘异常导致主轴承过载。同时，“沧渊号”还配置管片连接构件智能拼装及掘进同步拼装控制系统，实现智能拼装与掘进作业同步，生产效率提高50%；集成管片上浮、盾尾间隙及管片变形监测预警系统，精准消除可能出现的误差；配备绿色换管装置及智能控制系统，保证掘进安全环保和隧道成形质量。
中交天和总工程师杨辉表示，“十隧九漏”至今依然是隧道工程建设，特别是水下隧道工程建设的世界性难题。我们结合多年水下和超大直径盾构隧道掘进经验，率先解“十隧九漏”、毫米级精度控制的世界难题，创下所建超140万平方米隧道内壁滴水不漏、管片上浮量和错边量分别控制在8毫米和3毫米内、地面沉降控制在3毫米内的行业新高度。
（中交天和机械设备制造有限公司供图）
