通訊員 張鳳華 科技日報記者 張曄
10月12日，國內在建承受水壓最高、直徑最大盾構隧道用超大直徑盾構機——“聚力一號”在中交天和下線，并將用于江陰靖江長江隧道工程施工。
“聚力一號”開挖直徑達16.09米，長140米，重5000噸，是目前國產最大直徑盾構機，不僅可實現5000米超長距離連續掘進不換刀，還能解決超大直徑盾構機、高水壓下掘進“十隧九漏”的世界性難題，實現隧道掘進施工滴水不漏，為我國高水壓、超長距離隧道工程施工增添了一把利器。
江陰靖江長江隧道是《長江干線過江通道布局規劃（2020-2035）》 的江蘇省 44 條過江通道之一 ，北起靖江公新公路，南至江陰芙蓉大道，采用盾構隧道帆方式穿越長江。江陰靖江長江隧道按照雙向六車道高速公路標準建設，設計行車速度 80千米/小時，預計2025年12月全線通車，將成為交通強國建設江蘇樣板標志性工程，中國高水壓大直徑盾構隧道建設創新工程。
該工程具有大、高、長三大特點，隧道開挖直徑達 16.09米，為國內直徑最大盾構隧道；設計承受最大水壓1.2兆帕，為國內在建承受水壓最高超大直徑隧道；隧道長 6445 米，其中盾構段隧道4952米，為國內長度排名第二的長江隧道。盾構機需下穿長江大堤、船廠、碼頭等敏感建筑物；富含膠結物的粉細砂、中粗砂層，石英含量高地層；有害氣體區域等復雜底層。
復雜的地質條件和高標準的建設要求，對盾構機性能及智能化程度提出了高挑戰。中交天和對“聚力一號”做了針對性極強的專門化設計，運用完全自主研發、世界首創的先進技術,實現“大塊頭”與智能化的完美結合。“聚力一號”專門配備中交天和特有的超長距離不換刀技術，可實現該線全線5000米掘進不換刀。同時，配備智能化導向、智能化地質超前預報、刀具磨損光纖監測、盾尾間隙自動測量、管片上浮及收斂自動監測、高精度有害氣體監測和同步雙液注漿等系統，確保盾構隧道施工做到“可視、可測、可控、可達”，使高強度、高風險、高污染的掘進作業轉為安全、高效、節能、環保的綠色掘進模式。
截至目前，高水壓超大型隧道“十隧九漏”仍是世界性難題。解決該難題，盾構機姿態控制及時糾偏系統則是關鍵。為此，中交天和打出系列“組合拳”，在業內率先攻克這一難題。“聚力一號”泥水環流系統配置氣墊艙，能實現掌子面壓力±0.02兆帕以內的精確控制，有效控制掘進過程中的泥水壓力，防止地層發生沉降，保持盾構機的掘進姿態；對油缸壓力進行分區控制，下部油缸數量配置恰到好處，便于盾構機抬頭，且每組油缸能單獨控制，可滿足實時糾偏；同步注漿系統具備雙液注漿功能，可有效控制管片上浮及注漿后地層二次沉降等。防滲漏組合技術已在多個超大隧道工程施工中被成功應用，中交天和超大直徑盾構施工的南京和燕路過江通道長2100多米、35萬平方米隧道，孟加拉國卡納普里河底隧道工程長4900米、50多萬平方米隧道、印尼雅萬高鐵一號隧道工程20多萬平方米隧道均創造“滴水不漏”奇跡。
中交天和一直堅持走自主研發、科技創新之路，研發制造了“天和號”超大直徑盾構，打破外國品牌在中國的壟斷。目前，許多核心零部件已實現國產化，并在多個項目廣泛應用，盾構國產化率已達95%以上，實現了中國超大直徑盾構從跟跑、并跑、到領跑的華麗轉身。
（文中圖片均由受訪方提供）
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