上海
交汇点讯 3月26日，我国迄今为止自主研制的最大直径盾构机“沧渊号”在中交天和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39.07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16.07米“运河号”超大直径盾构机顺利应用后，自主研制成功的又一超大直径盾构机，开挖直径达16.66米，整机总长176米，总重量超5650吨，核心技术国产化率超98％，再创国产超大直径盾构机新纪录。从过去长江隧道由清一色“洋盾构”掘进施工，到中交天和自主研制国产首台超大直径盾构机“天和号”破局，到国产盾构机与“洋盾构”同场竞技，再到如今的国产超大直径盾构机在长江隧道工程建设中大显身手，彰显我国国产超大直径盾构机研制和应用实现新跨越。
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，犹如“摸着石头过河”。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，如何确保盾构机在长江底连续长距离掘进是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：一是“数字大脑”构建智能掘进生态。搭载智能掘进系统，实现一键启动、自主巡航掘进、姿态自主控制、泥水环流智能控制、同步注浆自动控制及自动注油注脂，实现掘进全程自主控制；智能诊断与维护系统从感知和诊断异常、应对和自动控制，到维修和教学全覆盖，实现全生命周期护理，有效降低故障率，提高生产效率；能耗实时监测及控制系统推动节能降耗，打造绿色掘进闭环。二是“智刃铁齿”革新高效掘进法则。配置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％地层单次掘进2000米内不换刀。刀盘43％超高开口率，配置高压力、大流量中心冲刷系统及刀盘结泥饼预警系统，搭配伸缩摄像装置，无需人工带压进舱即可观察刀盘作业状况。刀盘中心面板设置12个冲洗口，及时冲洗刀盘刀具，有效降低刀盘结泥饼风险。三是“智慧心脏”主动防护安全升级。全球首套具备主动防护功能的智慧心脏，实现掘进可视、可达、可控，即：配置监测系统，连续监控主驱动运行，感知刀盘整体受力，有效避免刀盘异常导致主轴承过载。主驱动端面密封设计保证长距离掘进安全性，具备驱动密封更换和主动伸缩功能，有效应对换刀作业、刀盘脱困等情况。还配置管片连接构件智能拼装及掘进同步拼装控制系统，实现智能拼装与掘进作业同步，生产效率提高50％；集成管片上浮、盾尾间隙及管片变形监测预警系统，精准消除可能出现的误差；配备绿色换管装置及智能控制系统，保证掘进安全环保和隧道成形质量。
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。我们结合多年水下和超大直径盾构隧道掘进经验，率先解决“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。建成后，可有效分流苏通长江大桥车流量，对落实长三角区域一体化发展和长江经济带发展国家战略，优化长江干线过江通道布局，推动沿江城市群跨江融合发展具有重大意义。
新华日报·交汇点记者 张宣 通讯员 蒋巍 张凤华
视频 周天琦
制图 葛逸潭
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