沿著當前已經(jīng)成型的江陰靖江過江通道左線隧道自南向北前行約1400m，伴隨著輕微低沉的轟鳴聲，一臺直徑16.09m、長約170m、重約5000t、高約6層樓的“鋼鐵巨獸”映入我們的眼簾，這就是由中交天和自主研制的中國直徑最大、性能最先進的泥水平衡盾構(gòu)機“聚力一號”正在“默默”開展它的穿越長江之旅。

“聚力一號”

超強盾構(gòu)機性能配置，讓穿越長江變得容易

讓“鋼鐵巨獸”的盾構(gòu)機輕松穿越長江，那是一件絕對不容易的事。長距離、高水壓、復雜的地質(zhì)環(huán)境對盾構(gòu)機的設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)制造和掘進技術(shù)都會帶來極其嚴峻的考驗。

江陰靖江過江通道隧道全長6445m，其中：盾構(gòu)段全長4937m，是目前國內(nèi)總長度排名第二的長江隧道。盾構(gòu)機在掘進過程中，需多次下穿敏感構(gòu)建筑物、有害氣體集聚區(qū)域，不良地質(zhì)掘進距離長，對盾構(gòu)機的系統(tǒng)性、可靠性要求極高。為確保隧道掘進的快捷性、安全性和環(huán)保性，江陰靖江過江通道隧道采用了復合式泥水平衡盾構(gòu)機。

“聚力一號”最大總推力為268800KN，最大程度優(yōu)化了刀盤沖洗裝置，有效避免了在同等地質(zhì)條件下盾構(gòu)機掘進過程中聚結(jié)泥餅的難題，掘進速度達到甚至超過設(shè)計速度。以2022年8月為例，“聚力一號”最大日掘進速度為10環(huán)(20m)，月總掘進215環(huán)(430m)。截至2022年9月末，累計已掘進720環(huán)，共計1440m。

項目現(xiàn)場

“聚力一號”穿越長江的最大水壓高達0.87Mpa，相當于每個指甲蓋大小面積需承受8.7kg壓力，是國內(nèi)在建承受水壓最高的公路盾構(gòu)隧道。復雜的掘進作業(yè)環(huán)境，對盾構(gòu)機密封系統(tǒng)和機體耐壓力等提出更高要求。為此，配置了專門的氣墊艙，把掌子面壓力精準控制在±0.02兆帕以內(nèi)，隨時控制掘進過程中的泥水壓力，防止地層出現(xiàn)沉降，確保盾構(gòu)機掘進姿態(tài)平穩(wěn)優(yōu)美。

“聚力一號”需下穿富含膠結(jié)物的粉細砂、中粗砂、石英含量高地層等復雜地層，且江底段為斷層破碎帶，覆土最薄處僅11m，透水性強，施工難度大，僅刀盤刀具磨損就為同類型軟土的3倍。但經(jīng)采用特有技術(shù)，可實現(xiàn)長距離不換刀。

“聚力一號”還配備了智能化導向、智能化地質(zhì)超前預報、刀具磨損光纖監(jiān)測、盾尾間隙自動測量、管片上浮及收斂自動監(jiān)測、高精度有害氣體監(jiān)測和同步雙液注漿等系統(tǒng)，確保隧道掘進做到“可視、可測、可控、可達”，使高強度、高風險、高污染的隧道掘進作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)榘踩?、高效、?jié)能、環(huán)保的綠色掘進模式。

項目現(xiàn)場

截至2022年9月底，在成型的1440米隧道，管片錯邊量被嚴格控制在3mm內(nèi)，管片上浮量被嚴格控制在5mm以內(nèi)，遠遠低于行業(yè)內(nèi)5-10mm的隧道掘進案例數(shù)據(jù)。

從設(shè)計研發(fā)、生產(chǎn)制造到掘進作業(yè)，中交天和始終把愛護江豚、保護長江生態(tài)擺在最突出位置，把大保護理念滲透到各個環(huán)節(jié)，始終將綠色研發(fā)、綠色設(shè)計、綠色制造和綠色掘進作為初心使命。

中交天和設(shè)計研發(fā)團隊圍繞長江生態(tài)保護，無數(shù)次修正和完善方案，把對江豚家族生存延續(xù)的影響降至最低，積極尋求保護江豚和珍稀魚類的最優(yōu)參數(shù)，為它們提供一個健康、安全、優(yōu)質(zhì)的生活環(huán)境。基于水下噪聲監(jiān)測技術(shù)建立刀盤轉(zhuǎn)速、掘進速度與作業(yè)噪聲間的關(guān)系模型，實時監(jiān)測掘進過程產(chǎn)生的噪聲，確?？刂圃谠O(shè)計閾值(80分貝)內(nèi);配備綠色環(huán)保管路延長裝置，杜絕隧道內(nèi)泥水溢出對作業(yè)環(huán)境的污染，自覺維護良好周邊環(huán)境及生物的多樣性。

項目現(xiàn)場

江陰靖江過江通道北起靖江公新公路，南至江陰芙蓉大道，按照雙向六車道高速公路標準建設(shè)，設(shè)計行車速度80km/小時，對緩解江陰長江大橋交通壓力、增強長江干線過江通道通行能力、促進長三角高質(zhì)量一體化發(fā)展等具有重大意義。“聚力一號”穿越長江之旅讓不可能的工程成為現(xiàn)實，為今后類似的地質(zhì)盾構(gòu)掘進作業(yè)積累了寶貴經(jīng)驗。

據(jù)中交天和總經(jīng)理助理楊輝介紹，江陰靖江過江通道工程作為交通強國建設(shè)江蘇樣板標志性工程、中國高水壓大直徑盾構(gòu)隧道建設(shè)創(chuàng)新工程，預計于2023年底實現(xiàn)整體貫通。