10月31日，一臺最大開挖直徑達16.64米的超大直徑盾構機在湖南長沙下線，將應用于目前世界最長公路水下盾構隧道——海太長江隧道施工。這是我國迄今自主研制的最大直徑盾構機，標志著國產超大直徑盾構機產業化取得新突破。
“江海號”將應用于海太長江隧道施工
這臺盾構機取名為“江海號”，由中國鐵建重工集團、中鐵十四局集團聯合打造，整機長約145米，總重量約5000噸。記者在現場了解到，“江海號”是以海太長江隧道工程跨越長江、毗鄰大海兩個意向融合命名，其刀盤涂裝有向前進擊的蔚藍色巨浪，寓意著盾構機將聚力潛行、通達江海。
海太長江隧道位于江蘇省長江入海口區域，北起南通海門區，南至蘇州太倉市。工程線路全長39.07公里，過江隧道長11.185公里，采用雙向六車道高速公路設計標準，設計速度為100公里每小時。其中盾構隧道段長9315米，最大開挖直徑達16.64米，沿線需穿越淤泥質粉質黏土夾粉土與粉細砂復合地層等復雜地質帶，最大埋深約75米，最高水壓達7.5巴，具有超長距離、超大直徑、超高水壓、超大埋深、復雜工況等特點。
“江海號”將面臨多項挑戰
中鐵十四局海太長江隧道項目高級工程師宋歡介紹，盾構機將在長江水下完成超長距離獨頭掘進，特別是在穿越長江及兩岸大堤時，沉降要求控制在1厘米之內，施工難度大，且江中地質勘探覆蓋的區域有限，不可控的未知區域多，猶如“摸石頭過河”。超16.6米超大直徑意味著盾構機刀盤開挖所需扭矩大，對主驅動軸承負載大；7.5巴超高水壓對主驅動密封、盾尾密封等部件的承壓能力要求高，在保持較高性能負載的前提下，如何保證整機在江底復雜環境中連續掘進9315米是研制團隊面臨的主要挑戰和難題。
中國鐵建重工集團掘進機研究設計院高級工程師范瑞強介紹，針對項目施工風險和難點，研制團隊通過創新攻關，在刀盤刀具、主驅動等關鍵部件上采取針對性設計，配置具有常壓換刀功能的軟土刀盤和合金大、硬度高、覆蓋廣、耐磨強的切削刀具，主驅動配置伸縮功能，可感知刀盤整體受力，有效避免特殊情況下刀盤異常受力造成的主軸承過載，方便換刀作業、輔助刀盤脫困，并配置主驅動狀態監測系統，對主驅動運行狀態進行連續監控。同時，因地制宜設計盾體外形尺寸、結構厚度，增大油缸規格，優化泥漿環流系統和注漿系統等，強化整機性能，配置管片連接構件智能拼裝系統，滿足工程施工需求。
據介紹，研制團隊還結合多年來在水下和大直徑盾構隧道施工經驗，通過加大盾構機刀盤開口率，配置高壓力、大流量的中心沖刷系統及刀盤結泥餅預警系統，并搭配伸縮攝像裝置，無需人員帶壓進艙即可觀察刀盤工作區域情況，有效判別和降低刀盤結泥餅風險，提高底部排渣效率。同時還應用自主研發的第四代同步注雙液漿技術，實現盾構隧道沉降的毫米級精度控制，保證施工安全及效率。
我國超大直徑盾構機研制實現新跨越
據了解，業界通常把14米及以上直徑盾構機稱為超大直徑盾構機。“江海號”是繼直徑16.07米“京華號”成功下線并應用后，我國企業自主研制的又一超大直徑盾構機。“江海號”的成功下線，標志著我國企業在16米級超大直徑盾構機研制和應用領域實現新跨越，已形成超大直徑盾構機全產業鏈產業化發展能力。
海太長江隧道是《長江干線過江通道布局規劃（2020-2035年）》和《江蘇省長江經濟帶綜合立體交通運輸走廊規劃》重點推動建設項目，也是江蘇“十四五”重點推進的過江通道項目，計劃于2028年基本建成。建成后，可以有效分流蘇通長江大橋的流量，對落實長三角區域一體化發展和長江經濟帶發展國家戰略，優化長江干線過江通道布局，推動沿江城市群跨江融合發展等具有重要意義。
