3月26日，我國迄今為止自主研制的最大直徑盾構機“滄淵號”在中交天和常熟制造中心成功下線(xiàn)，將肩負世界最長(cháng)高速公路水下盾構隧道——海太長(cháng)江隧道工程左線(xiàn)掘進(jìn)施工重任，引發(fā)業(yè)界廣泛關(guān)注。
大海古稱(chēng)滄淵，有“龍起于淵”的典故。海太長(cháng)江隧道位于江蘇省長(cháng)江入?？?，北起南通市海門(mén)區，南至蘇州太倉市，左線(xiàn)由中交隧道局承建，線(xiàn)路全長(cháng)39.07公里，其中：盾構隧道長(cháng)9327米。“滄淵號”是繼中交天和自主研制刀盤(pán)直徑16.07米“運河號”超大直徑盾構機順利應用后，自主研制成功的又一超大直徑盾構機，開(kāi)挖直徑達16.66米，整機總長(cháng)176米，總重量超5650噸，再創(chuàng )國產(chǎn)超大直徑盾構機新紀錄。從過(guò)去長(cháng)江隧道由清一色“洋盾構”掘進(jìn)施工，到中交天和自主研制國產(chǎn)首臺超大直徑盾構機“天和號”破局，到國產(chǎn)盾構機與“洋盾構”同場(chǎng)競技，再到如今的國產(chǎn)超大直徑盾構機在長(cháng)江隧道工程建設中大顯身手，彰顯我國國產(chǎn)超大直徑盾構機研制和應用實(shí)現新跨越。
海太長(cháng)江隧道最大埋深超過(guò)75米，最高水壓超過(guò)7.5巴。始發(fā)后，“滄淵號”需穿越多種復雜地質(zhì)帶，特別在穿越長(cháng)江及兩岸大堤時(shí)，沉降需控制在毫米級，掘進(jìn)難度極大，且江中地質(zhì)勘探覆蓋區域有限，未知區域多，猶如“摸著(zhù)石頭過(guò)河”。近17米的開(kāi)挖直徑意味著(zhù)刀盤(pán)所需扭矩大，主驅動(dòng)軸承負載大;穿越黏土地層，盾構機易結泥餅;高水壓對主驅動(dòng)密封、盾尾密封等部件承壓能力要求極高，在保持高性能負載前提下，如何確保盾構機在長(cháng)江底連續長(cháng)距離掘進(jìn)是面臨的一項重大挑戰。
對此，中交天和研發(fā)團隊為“滄淵號”搭載三大利器：一是“數字大腦”構建智能掘進(jìn)生態(tài)。搭載智能掘進(jìn)系統，實(shí)現一鍵啟動(dòng)、自主巡航掘進(jìn)、姿態(tài)自主控制、泥水環(huán)流智能控制、同步注漿自動(dòng)控制及自動(dòng)注油注脂，實(shí)現掘進(jìn)全程自主控制;智能診斷與維護系統從感知和診斷異常、應對和自動(dòng)控制，到維修和教學(xué)全覆蓋，實(shí)現全生命周期護理，有效降低故障率，提高生產(chǎn)效率;能耗實(shí)時(shí)監測及控制系統推動(dòng)節能降耗，打造綠色掘進(jìn)閉環(huán)。二是“智刃鐵齒”革新高效掘進(jìn)法則。配置常壓換刀功能的軟土刀盤(pán)搭配梯度分布的合金刀具構成“超硬龍齒矩陣”，可實(shí)現石英砂含量約65%地層單次掘進(jìn)2000米內不換刀。刀盤(pán)43%超高開(kāi)口率，配置高壓力、大流量中心沖刷系統及刀盤(pán)結泥餅預警系統，搭配伸縮攝像裝置，無(wú)需人工帶壓進(jìn)艙即可觀(guān)察刀盤(pán)作業(yè)狀況。刀盤(pán)中心面板設置12個(gè)沖洗口，及時(shí)沖洗刀盤(pán)刀具，有效降低刀盤(pán)結泥餅風(fēng)險。三是“智慧心臟”主動(dòng)防護安全升級。全球首套具備主動(dòng)防護功能的智慧心臟，實(shí)現掘進(jìn)可視、可達、可控，即：配置監測系統，連續監控主驅動(dòng)運行，感知刀盤(pán)整體受力，有效避免刀盤(pán)異常導致主軸承過(guò)載。主驅動(dòng)端面密封設計保證長(cháng)距離掘進(jìn)安全性，具備驅動(dòng)密封更換和主動(dòng)伸縮功能，有效應對換刀作業(yè)、刀盤(pán)脫困等情況。還配置管片連接構件智能拼裝及掘進(jìn)同步拼裝控制系統，實(shí)現智能拼裝與掘進(jìn)作業(yè)同步，生產(chǎn)效率提高50%;集成管片上浮、盾尾間隙及管片變形監測預警系統，精準消除可能出現的誤差;配備綠色換管裝置及智能控制系統，保證掘進(jìn)安全環(huán)保和隧道成形質(zhì)量。
中交天和總工程師楊輝表示，“十隧九漏”至今依然是隧道工程建設，特別是水下隧道工程建設的世界性難題。我們結合多年水下和超大直徑盾構隧道掘進(jìn)經(jīng)驗，率先解“十隧九漏”、毫米級精度控制的世界難題，創(chuàng )下所建超140萬(wàn)平方米隧道內壁滴水不漏、管片上浮量和錯邊量分別控制在8毫米和3毫米內、地面沉降控制在3毫米內的行業(yè)新高度。
海太長(cháng)江隧道是國家《長(cháng)江干線(xiàn)過(guò)江通道布局規劃(2020-2035年)》和《江蘇省長(cháng)江經(jīng)濟帶綜合立體交通運輸走廊規劃》重點(diǎn)推動(dòng)建設項目，也是江蘇省“十四五”重點(diǎn)推進(jìn)的過(guò)江通道項目，計劃于2028年基本建成。建成后，可有效分流蘇通長(cháng)江大橋車(chē)流量，對落實(shí)長(cháng)三角區域一體化發(fā)展和長(cháng)江經(jīng)濟帶發(fā)展國家戰略，優(yōu)化長(cháng)江干線(xiàn)過(guò)江通道布局，推動(dòng)沿江城市群跨江融合發(fā)展具有重大意義。(蔣巍 張鳳華)
