科技日报记者 张晔 通讯员 张凤华
(资料图片仅供参考)
近日，由中交天和自主研发制造、用于上海机场联络线工程的“东方号”超大直径盾构机完成接收，实现该工程浦东段最长区间隧道（张江站—度假区站）顺利贯通。
至此，在上海机场联络线工程中，中交天和自主研制的3台超大直径盾构机“东方号”“明珠号”“虹浦号”均已顺利完成掘进任务。未来，乘客往来虹桥、浦东两大机场的通行时间将由原来的2小时缩减至40分钟。
截至目前，中交天和已相继为长三角一体化研制和投入了近200台不同直径、类型各异的盾构机，其中，约130台盾构机已完成现场掘进作业，掘进贯通的隧道总长度已超过200公里。
长三角地区是中国经济发展最活跃、开放程度最高、创新能力最强的区域之一，在国家现代化建设大局和全方位开放格局中具有举足轻重的战略地位。
“东方号”“明珠号”“虹浦号”是由中交天和自主研制的孪生“三兄弟”，刀盘直径均为14.04米、总长114米、总重约3174吨，采用刀具光纤磨损检测及中交天和独有超长距离掘进不换刀（在高承压水粉砂地层可实现连续掘进7000米不换刀）等先进技术，整机国产化率达98%以上。
为确保超大直径盾构机高效掘进，中交天和为每台盾构机配备了一支专业技术团队。技术团队应用智能监测系统，依托可视化智慧施工系统、BIM协同管理平台等智能化手段，对周边环境、地质变化等进行实时监控和精确分析，及时调整盾构机切口压力、掘进速度和泥水参数等，确保掘进施工平稳有序。
目前，三台超大直径盾构机掘进隧道的管片错台、管片间隙均控制在3毫米内，管片上浮量控制稳定，地表沉降控制在3毫米内，掘进贯通约60万平方米的隧道内壁几近完美地做到了“零渗漏”。其中，“虹浦号”创造了超大直径盾构机最高日掘进32米及最高月掘进650米的世界纪录。
2023年是长三角一体化发展上升为国家战略五周年，在沪苏浙皖，重大交通工程星罗棋布，交通运输一体化有力推进，越织越密的高速公路和高铁网，让长三角成为我国交通最便捷的地区之一。
2022年12月28日，由中交天和自主研制的超大直径盾构机“振兴号”掘进贯通的南京和燕路过江通道通车运营，至目前车流量累计超过1500万辆，单日最大车流量超过8.8万辆，对完善区域交通网络、促进长三角一体化、构建南京都市圈具有重大意义。
南京和燕路过江通道盾构隧道工程具有“高、薄、险”等显著特征，被钱七虎等多名院士和知名专家认为是国内难度最大的盾构隧道工程之一。其所承受的水压高达0.79兆帕，相当于一个手指甲需承受7.9公斤重量；盾构机下穿新生河流，最薄覆土厚度5.97米；隧道地质状况极其复杂，土岩复合地层掘进总长约1865米，还需穿越5条大型断裂带，为国内超大直径盾构隧道工程之最。
南京和燕路过江通道的顺利通车，得益于国产超大直径盾构机的研制和水下隧道施工技术的发展。中交天和自主研制的刀盘直径15.03米的“振兴号”盾构机，先后穿越了长距离砂层、上软下硬地层、全断面硬岩层、破碎带及岩溶地层，创造了盾构机掘进施工14余万平方米“滴水不漏”的世界先例，在世界工程建设史上极为罕见。
“振兴号”是国内首台采用自主技术和多项国产核心零部件设计建造的复合地层超大直径泥水平衡盾构机。科研人员在主驱动装设球铰轴承，保证主驱动伸缩与摆动功能，增强对复杂掘进环境适应能力，实现2976米长隧道管片错边量控制在2—3毫米，远低于12毫米行业标准，还创造了超大直径盾构机掘进3千米与设计线路相差不足1厘米的业内奇迹。
杭州机场轨道快线设计运行时速120公里，不仅连接杭州西站、杭州东站及萧山机场等重要交通枢纽，实现各大交通枢纽的快速互通互联，未来还将与多条在建或规划中的地铁线路实现快速换乘，因而被称为“杭州中轴快线”。
中交天和为杭州机场轨道快线自主研制6台直径7.14米土压平衡盾构机，掘进穿越的主要地质为砂质粉土、砂质粉土夹粉砂、粉砂夹砂质粉土、粉砂，还需下穿大量房屋群以及雨水、供电、饮用水、天然气和电信等地下管线。面对复杂的地质条件和极高的掘进施工难度，中交天和准备了为应对一切困难和挑战的“工具包”。
针对杭州机场轨道快线掘进施工可能遭遇的棘手问题，中交天和科研人员统筹考虑，提前谋划，为盾构机作了许多针对性甚至前瞻性设计。配置刀盘清洗及注入装置，让盾构机边掘进边“刷牙漱口”，不让盾构机有被“粘牙”的机会，避免掘进施工出现结泥饼现象。采用冷冻刀盘技术，把碎岩层冷冻成一个“罩壳式”安全体，就像为盾构机定制一款安全帽，稳定周围地质环境，防止隧道出现坍塌，便于组织连续性掘进施工。为盾构机配置超前钻注、双液注浆、推进油缸智能化分区控制及慢速推进等系统，确保地面沉降控制精度在毫米级范围内，有效地解决了穿越大量房屋群、地下管线和沉降敏感地层对地面沉降控制要求非常高的难题。
便捷的交通网络点缀着长三角百姓的出行路，不仅突破了区域发展瓶颈，让各地人才充分交流，资源要素加速流动，商贸合作愈加紧密，生产活动生机蓬勃。200台盾构机正在以前所未有的“加速度”改变着长三角人民的生活，为经济发展提供了新的动力，为人民群众创造了美好生活的新时空。
（中交天和供图）
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