3月26日,我国自主研制的最大直径盾构机“沧渊号”在中交天和江苏常熟制造中心成功下线,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。
大海古称沧渊,有“龙起于渊”的典故。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,左线由中交隧道局承建,线路全长约39公里,其中,盾构隧道长9327米。“沧渊号”是继中交天和自主研制刀盘直径达16.07米的“运河号”超大直径盾构机后,自主研制的又一超大直径盾构机,其开挖直径达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。
海太长江隧道最大埋深超过75米,最高水压超过7.5巴。始发后,“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。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,如何确保盾构机在江底连续长距离掘进是项目团队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:通过“数字大脑”构建智能掘进生态,项目团队搭载了智能掘进系统、智能诊断与维护系统和能耗实时监测及控制系统,实现掘进全程自主控制、全生命周期护理,推动节能降耗,打造绿色掘进闭环;配置具有常压换刀功能的软土刀盘搭配梯度分布的合金刀具构成“超硬龙齿矩阵”,可实现石英砂含量约65%的地层单次掘进2000米内不换刀;搭建全球首套具备主动防护功能的智慧心脏,配置监测系统、管片连接构件智能拼装及掘进同步拼装控制系统、绿色换管装置及智能控制系统和集成管片上浮、盾尾间隙及管片变形监测预警系统等,实现掘进“可视、可达、可控”。
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,为此,中交天和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。
海太长江隧道是国家《长江干线过江通道布局规划(2020—2035年)》和《江苏省长江经济带综合立体交通运输走廊规划》重点推动建设项目,也是江苏省“十四五”重点推进的过江通道项目,计划于2028年基本建成。