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“每一條新的交通線路，都承載人民幸福夢(mèng)想”。黨的十八大以來(lái)，習(xí)近平總書(shū)記親自擘畫(huà)、親自部署、親自推動(dòng)交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略實(shí)施，賦予交通當(dāng)好中國(guó)式現(xiàn)代化開(kāi)路先鋒的戰(zhàn)略定位。我國(guó)交通運(yùn)輸事業(yè)取得了歷史性成就，綜合交通運(yùn)輸體系建設(shè)實(shí)現(xiàn)了突破性進(jìn)展，“6軸7廊8通道”國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)主骨架建成率超過(guò)90%，“人享其行、物暢其流”的美好愿景正在加快實(shí)現(xiàn)。

隧道縱剖面示意圖。

在江蘇，一條連接南通海門(mén)區(qū)和蘇州太倉(cāng)市的地下穿江隧道——海太長(zhǎng)江隧道建設(shè)正酣，“江海號(hào)”和“滄淵號(hào)”兩條“地下蛟龍”正奮力穿越長(zhǎng)江。這是“十四五”期間國(guó)家重點(diǎn)建設(shè)的過(guò)江通道，也是目前世界最長(zhǎng)的公路水下盾構(gòu)隧道。建成后，將實(shí)現(xiàn)南通與蘇南、上?！?小時(shí)經(jīng)濟(jì)圈”高效互通，成為有效聯(lián)結(jié)江海資源、強(qiáng)化區(qū)域聯(lián)動(dòng)發(fā)展格局的關(guān)鍵性基礎(chǔ)設(shè)施。

在江底挖隧道會(huì)遇到哪些難題？建設(shè)者們?nèi)绾喂?jiān)克難，又是如何把新發(fā)展理念貫徹落實(shí)到具體的建設(shè)過(guò)程中？讓我們一起走近海太長(zhǎng)江隧道。

直面“長(zhǎng)、大、高、深”挑戰(zhàn)

自主創(chuàng)新，量身打造兩臺(tái)超大直徑盾構(gòu)機(jī)

長(zhǎng)江入?？?，南通海門(mén)與蘇州太倉(cāng)隔江相望。駕車(chē)往返兩地，要么選擇海太汽渡，要么繞行上游的蘇通大橋。但無(wú)論選擇哪種方式過(guò)江，都要耗時(shí)一個(gè)多小時(shí)。海太長(zhǎng)江隧道將成為改變這一現(xiàn)狀的關(guān)鍵——建成通車(chē)后，過(guò)江通行時(shí)間將壓縮至10分鐘。

當(dāng)前，隧道建設(shè)正酣。在海門(mén)區(qū)長(zhǎng)江入?？趨^(qū)域地下數(shù)十米深處，刀盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械轟鳴。我國(guó)自主研發(fā)制造的兩臺(tái)直徑超16.6米的超大型盾構(gòu)機(jī)——“江海號(hào)”和“滄淵號(hào)”一前一后，奮力掘進(jìn)。

作為《長(zhǎng)江干線過(guò)江通道布局規(guī)劃（2020—2035年）》中的重點(diǎn)項(xiàng)目，海太長(zhǎng)江隧道在創(chuàng)造“世界之最”的同時(shí)，也對(duì)盾構(gòu)設(shè)備提出了更高要求。

中鐵十四局海太長(zhǎng)江隧道項(xiàng)目盾構(gòu)經(jīng)理孟德鋒用“長(zhǎng)、大、高、深”四個(gè)字來(lái)概括項(xiàng)目特點(diǎn)?！伴L(zhǎng)”，即過(guò)江隧道超長(zhǎng)，全長(zhǎng)11.185公里，盾構(gòu)段長(zhǎng)9.315公里；“大”，即隧道斷面直徑超大，隧道采用時(shí)速100公里的雙向六車(chē)道高速公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，比城市干道或其他過(guò)江通道建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)更高，決定了斷面超過(guò)16米；“高”，即超高水壓，施工設(shè)備承受的最高水壓達(dá)到7.5巴（bar，壓強(qiáng)單位），相當(dāng)于在一個(gè)指甲蓋大小的面積上要承受7.5公斤的壓力；“深”，即深厚覆土，江中段隧道最大覆土埋深為41米。盾構(gòu)機(jī)在復(fù)雜地層條件下，長(zhǎng)距離、大直徑、高水壓掘進(jìn)施工，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)控制要求很高。

“江海號(hào)”和“滄淵號(hào)”便是專為此項(xiàng)目量身打造，最大開(kāi)挖直徑均超過(guò)16.6米?！岸軜?gòu)機(jī)直徑越大，研制難度也呈幾何級(jí)增長(zhǎng)。同時(shí)，在實(shí)際施工中，還要面對(duì)超長(zhǎng)距離獨(dú)頭掘進(jìn)可靠性的考驗(yàn)?！泵系落h說(shuō)，這兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)是我國(guó)自主研制的超大直徑盾構(gòu)機(jī)，處于世界先進(jìn)水平

2024年10月31日，國(guó)產(chǎn)超大直徑盾構(gòu)機(jī)“江海號(hào)”在湖南長(zhǎng)沙下線。劉福昌 攝

以“江海號(hào)”為例。其總長(zhǎng)145米，總重約5000噸，整機(jī)各個(gè)系統(tǒng)零部件的選型設(shè)計(jì)，都是按照工程特點(diǎn)進(jìn)行的針對(duì)性設(shè)計(jì)，為工程順利完工提供充足的保障。

盾構(gòu)機(jī)在掘進(jìn)過(guò)程中有一個(gè)唯一不能原位更換的部件，那就是被喻為盾構(gòu)機(jī)“心臟”的主軸承，主軸承是刀盤(pán)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的關(guān)鍵核心部件，帶動(dòng)刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)隧道挖掘。為了確?！敖Ｌ?hào)”能夠完成超長(zhǎng)距離掘進(jìn)任務(wù)，研制團(tuán)隊(duì)為“江海號(hào)”裝配了直徑達(dá)8.6米的主軸承。這也是目前全世界應(yīng)用到盾構(gòu)機(jī)領(lǐng)域的最大直徑的整體式主軸承。

“江海號(hào)”在設(shè)計(jì)建造過(guò)程中還有一個(gè)“攔路虎”——保障換刀作業(yè)安全。盾構(gòu)機(jī)長(zhǎng)距離掘進(jìn)，刀盤(pán)上的刀具不可避免會(huì)受到磨損，需頻繁更換。研制團(tuán)隊(duì)為其配備了國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的常壓換刀技術(shù)。

“‘江海號(hào)’有115把刀可以進(jìn)行常壓更換。刀筒安裝有特殊閘門(mén)，換刀的時(shí)候就從后端把刀退出來(lái)，閘門(mén)一關(guān)閉，刀具便處于常壓環(huán)境，可以安全更換?！敝需F十四局海太長(zhǎng)江隧道項(xiàng)目機(jī)電部部長(zhǎng)王書(shū)豪介紹，但每次換刀作業(yè)都會(huì)對(duì)換刀閘板及其密封件造成損傷。隨著換刀頻次累積，密封件失效風(fēng)險(xiǎn)增大，一旦失效，常壓換刀這一核心作業(yè)也將無(wú)法進(jìn)行，甚至直接威脅工程安全。

為攻克這一行業(yè)難題，“江海號(hào)”研制團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)兩年技術(shù)攻關(guān)，成功研究出“常壓更換刀閘門(mén)”的創(chuàng)新方案。該方案通過(guò)引入專用工裝，將原來(lái)帶壓更換閘門(mén)創(chuàng)新為常壓更換閘門(mén)，從根本上消除了風(fēng)險(xiǎn)，保證了施工安全。

目前，“江海號(hào)”盾構(gòu)機(jī)已順利掘進(jìn)超過(guò)2200米，成功進(jìn)行一輪次常壓換刀，正以平均每天16米的速度繼續(xù)向前。

“讓數(shù)據(jù)說(shuō)話”

技術(shù)賦能，施工更高效更安全

10月13日早上7點(diǎn)，“江海號(hào)”盾構(gòu)機(jī)機(jī)長(zhǎng)張思宇和他的搭檔樊豐碩來(lái)到盾構(gòu)機(jī)的主控制室交接班?！岸軜?gòu)機(jī)姿態(tài)正常、刀盤(pán)扭矩等參數(shù)正常、推進(jìn)系統(tǒng)壓力等數(shù)據(jù)正常、環(huán)流系統(tǒng)流量等參數(shù)正常……”張思宇一邊核查主控屏幕上的各項(xiàng)數(shù)據(jù)，一邊在交班日志上記錄著相關(guān)信息。

與很多人的想象不同，駕駛“江海號(hào)”這個(gè)精密而又復(fù)雜的“龐然大物”精準(zhǔn)掘進(jìn)施工，只需要兩個(gè)人——機(jī)長(zhǎng)主要負(fù)責(zé)控制掘進(jìn)的方向、姿態(tài)，確保盾構(gòu)機(jī)沿著設(shè)計(jì)路線前進(jìn)；機(jī)長(zhǎng)助理主要負(fù)責(zé)控制盾構(gòu)機(jī)的泥水平衡系統(tǒng)，保證開(kāi)挖時(shí)掌舵面的穩(wěn)定性。

這得益于“江海號(hào)”的數(shù)字化智能化設(shè)計(jì)建造。據(jù)介紹，“江海號(hào)”整機(jī)由數(shù)萬(wàn)個(gè)零部件、數(shù)十個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成，在這些零部件、系統(tǒng)中，還裝配著成千上萬(wàn)個(gè)傳感器，它們?nèi)缤吧窠?jīng)末梢”，實(shí)時(shí)感知著各系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。

“所有傳感器的信號(hào)、反饋的數(shù)據(jù)全都集成在這里。”張思宇指著“江海號(hào)”主控制室的電子屏幕說(shuō)，刀盤(pán)轉(zhuǎn)速和扭矩是多少、切口水壓有多大、主驅(qū)動(dòng)密封情況如何、刀具磨損程度怎樣等，一目了然。

這些數(shù)據(jù)還可以實(shí)時(shí)傳送到地面控制平臺(tái)——距離“江海號(hào)”盾構(gòu)機(jī)井口數(shù)百米的中鐵十四局海太長(zhǎng)江隧道項(xiàng)目部的盾構(gòu)數(shù)字平臺(tái)以及位于南京總部的中鐵十四局盾構(gòu)智慧管控中心。多級(jí)平臺(tái)聯(lián)動(dòng)，不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)盾構(gòu)機(jī)在不同地質(zhì)和掘進(jìn)階段的工作狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù)，還可以進(jìn)行數(shù)據(jù)分析、實(shí)現(xiàn)智能計(jì)算，并結(jié)合盾構(gòu)機(jī)所處的地質(zhì)環(huán)境確定預(yù)警值，一旦到達(dá)預(yù)警值，便可及時(shí)預(yù)警提醒。

不僅如此，“江海號(hào)”還創(chuàng)新應(yīng)用主軸承全狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)、管片構(gòu)件智能拼裝機(jī)器人等幾十項(xiàng)新技術(shù)；隧道建設(shè)所使用的每一個(gè)管片、預(yù)制件都可以實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)、安裝到施工報(bào)驗(yàn)、監(jiān)理審批等全過(guò)程高效追蹤……

2025年3月26日，國(guó)產(chǎn)超大直徑盾構(gòu)機(jī)“滄淵號(hào)”在江蘇常熟下線。宋佳 攝

近年來(lái)，隨著人工智能、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)快速發(fā)展，盾構(gòu)施工裝備和建造技術(shù)逐步走向數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化。有先進(jìn)技術(shù)深度賦能，施工更高效更安全更順利。

在盾構(gòu)領(lǐng)域工作十余年的孟德鋒對(duì)此感觸頗深，“以前主要靠人，施工情況多由人工記錄，調(diào)整參數(shù)常靠施工經(jīng)驗(yàn)，刀盤(pán)刀具、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等也只有出了問(wèn)題才知道。現(xiàn)在則是‘讓數(shù)據(jù)說(shuō)話’，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)自動(dòng)記錄，系統(tǒng)監(jiān)測(cè)全面且精準(zhǔn)，還能通過(guò)智能決策分析，提前預(yù)判潛在風(fēng)險(xiǎn)，推薦最優(yōu)的掘進(jìn)參數(shù)。”

以地層沉降情況監(jiān)測(cè)和控制為例?！敖Ｌ?hào)”重達(dá)5000噸，這樣的鋼鐵巨龍?jiān)诮拙蜻M(jìn)，勢(shì)必會(huì)對(duì)地層產(chǎn)生擾動(dòng)。工程要求沉降必須控制在毫米級(jí)，難度系數(shù)很高。在軟土層掘進(jìn)，更是難上加難，就像是在一塊嫩豆腐上打孔，還得保證豆腐不散。“多項(xiàng)智能先進(jìn)技術(shù)加持，仿佛在地下安了一雙‘眼睛’，地層擾動(dòng)大小可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，掘進(jìn)姿態(tài)可以根據(jù)地層情況實(shí)時(shí)優(yōu)化，施工起來(lái)有底氣多了?！泵系落h介紹。

踐行綠色發(fā)展理念

循環(huán)利用，打造“零碳隧道”示范工程

距離海太長(zhǎng)江隧道海門(mén)入口端約8公里處，海門(mén)江心沙農(nóng)場(chǎng)，兩臺(tái)白色風(fēng)機(jī)的葉片隨風(fēng)轉(zhuǎn)動(dòng)，為兩條“地下蛟龍”穿越長(zhǎng)江提供著源源不斷的電力。

據(jù)介紹，海太長(zhǎng)江隧道項(xiàng)目創(chuàng)新采用風(fēng)、光、儲(chǔ)一體化清潔能源供電系統(tǒng)。作為主力電源，這兩臺(tái)單機(jī)容量4.5兆瓦、葉輪直徑191米的風(fēng)電機(jī)組所發(fā)電能優(yōu)先供隧道建設(shè)期和運(yùn)營(yíng)期用電，余電并入江蘇電網(wǎng)。去年底，風(fēng)電工程已順利并網(wǎng)；后期建設(shè)的光伏項(xiàng)目所發(fā)電能將優(yōu)先供給服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站；儲(chǔ)能則主要配合風(fēng)電使用。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，風(fēng)、光、儲(chǔ)一體化清潔能源供電系統(tǒng)全部建成后，預(yù)計(jì)年發(fā)電量約為2400萬(wàn)千瓦時(shí)，與傳統(tǒng)的火力發(fā)電相比，可節(jié)約標(biāo)煤9200噸，減少二氧化碳排放約2.4萬(wàn)噸，具有明顯的節(jié)能減排效益。

使用“綠電”，只是海太長(zhǎng)江隧道項(xiàng)目貫徹綠色發(fā)展理念的一個(gè)縮影。記者了解到，在海太長(zhǎng)江隧道項(xiàng)目開(kāi)工伊始，便以綠色交通建設(shè)為目標(biāo)，圍繞減少碳排放這一主題，深入地研究綠色環(huán)保系統(tǒng)框架，著力打造我國(guó)首條“零碳隧道”，即在隧道“建、管、養(yǎng)、運(yùn)、服”全壽命周期實(shí)現(xiàn)近零碳排放。

為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，海太長(zhǎng)江隧道項(xiàng)目業(yè)主單位——江蘇省交通工程建設(shè)局同各參建方加強(qiáng)合作，將綠色發(fā)展理念貫穿始終。

中鐵十四局操作手操控盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行管片拼裝作業(yè)。范少文 攝

在“江海號(hào)”盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)施工中，施工產(chǎn)生的泥漿經(jīng)分離后，廢水經(jīng)凈化處理循環(huán)用于盾構(gòu)掘進(jìn)泥漿制備、設(shè)備噴淋、沖洗等，渣土可“變廢為寶”作為路基原料等進(jìn)行綜合開(kāi)發(fā)利用。施工現(xiàn)場(chǎng)還設(shè)置智能?chē)娏芟到y(tǒng)、除塵設(shè)備、監(jiān)測(cè)設(shè)備等，確保環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)。

“施工方案要進(jìn)行環(huán)保舉措審查，參建單位機(jī)械設(shè)備碳排放情況要定期匯總分析，大氣、水質(zhì)、噪聲、水土保持等要進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，盾構(gòu)渣土要實(shí)行全流程管控?！泵系落h告訴記者，人人講環(huán)保、事事為生態(tài)，綠色發(fā)展理念在項(xiàng)目部已深入人心。

據(jù)介紹，該項(xiàng)目還構(gòu)建碳排放與環(huán)境監(jiān)測(cè)雙體系，建立“專項(xiàng)檢查+監(jiān)理巡查+施工自查”三級(jí)監(jiān)管機(jī)制，針對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，實(shí)施“清單化整改”，重大超標(biāo)問(wèn)題要停工整改，經(jīng)復(fù)查合格后方可復(fù)工，以“鐵腕”手段共筑綠色、低碳、環(huán)保新圖景。

如今，海太長(zhǎng)江隧道建設(shè)正如火如荼，建設(shè)者們?cè)跒檠匕栋傩沾蛟炝硪粭l過(guò)江新通途的同時(shí)，也在這里走出一條綠色發(fā)展之路……

短評(píng)丨讓天涯變咫尺

建設(shè)安全、便捷、高效、綠色、經(jīng)濟(jì)、包容、韌性的可持續(xù)交通體系，是支撐服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會(huì)高質(zhì)量發(fā)展、實(shí)現(xiàn)“人享其行、物暢其流”美好愿景的重要舉措。

隨著交通強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略的深入實(shí)施，我國(guó)路網(wǎng)四通八達(dá)，橋梁跨越天塹，通道穿江越海，誕生一個(gè)又一個(gè)“世界最長(zhǎng)”“世界首座”、創(chuàng)造一次又一次世界紀(jì)錄、涌現(xiàn)一項(xiàng)又一項(xiàng)重大工程科技成果，中國(guó)路、中國(guó)橋、中國(guó)港、中國(guó)高鐵等“中國(guó)名片”更加亮麗。

重大交通工程項(xiàng)目，閃耀著科技創(chuàng)新的光芒。在海太長(zhǎng)江隧道的建設(shè)中，高端裝備——超大直徑盾構(gòu)機(jī)帶來(lái)了巨大“掘進(jìn)力”，技術(shù)創(chuàng)新大大提升了建設(shè)效率。

重大交通工程項(xiàng)目，貫穿著綠色發(fā)展的理念。與海太長(zhǎng)江隧道一樣，建設(shè)“低碳”甚至“零碳”工程，更好融入?yún)^(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，成為越來(lái)越多交通工程項(xiàng)目的選擇。

交通是經(jīng)濟(jì)的脈絡(luò)和文明的紐帶，是中國(guó)式現(xiàn)代化的開(kāi)路先鋒?！懊恳粭l新的交通線路，都承載人民幸福夢(mèng)想”。無(wú)論是堅(jiān)持科技創(chuàng)新，還是踐行綠色發(fā)展理念，建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)，讓天涯變咫尺、把天塹變通途，都通向人民幸福。

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責(zé)編：苗挺節(jié)

校對(duì)：程子研

審核：余大鵬 謝博識(shí)

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