科技日報訊 （記者張曄 通訊員蔣巍 張鳳華）4月14日，記者從中交天和機械設備制造有限公司（以下簡稱“中交天和”）獲悉，我國自主研制的最大直徑盾構(gòu)機“滄淵號”在該公司成功下線。它將肩負世界最長水下高速公路盾構(gòu)隧道——海太長江隧道工程左線掘進施工重任。
海太長江隧道位于江蘇長江入海口，北起南通市海門區(qū)，南至蘇州市太倉市，最大埋深超過75米，最高水壓超過7.5巴。隧道左線由中交隧道工程局有限公司承建，線路全長39.07公里，其中盾構(gòu)隧道長9327米。
“滄淵號”開挖直徑達16.66米，整機總長176米，總重量超5650噸，創(chuàng)下國產(chǎn)超大直徑盾構(gòu)機新紀錄。過去，長江隧道由清一色“洋盾構(gòu)”掘進施工。中交天和自主研制的國產(chǎn)首臺超大直徑盾構(gòu)機“天和號”實現(xiàn)破局，如今“滄淵號”在長江隧道工程建設中大顯身手，這一突破彰顯了我國國產(chǎn)超大直徑盾構(gòu)機研制和應用的新跨越。
掘進過程中，“滄淵號”需穿越多種復雜地質(zhì)帶，特別在穿越長江及兩岸大堤時，沉降需控制在毫米級，掘進難度極大，且江中地質(zhì)勘探覆蓋區(qū)域有限，未知區(qū)域多。近17米的開挖直徑意味著刀盤所需扭矩大，主驅(qū)動軸承負載大；穿越黏土地層，盾構(gòu)機易結(jié)泥餅；高水壓對主驅(qū)動密封、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(gòu)機在長江底連續(xù)長距離掘進是研發(fā)團隊面臨的重大挑戰(zhàn)。
對此，中交天和研發(fā)團隊為“滄淵號”搭載三大利器：一是構(gòu)建“數(shù)字大腦”，搭載智能掘進系統(tǒng)，實現(xiàn)掘進全程自主控制、智能診斷維護和智能降耗；二是打造“智刃鐵齒”，革新高效掘進法則，實現(xiàn)石英砂含量約65%地層單次掘進2000米內(nèi)不換刀；三是配置“智慧心臟”，主動安全防護升級，實現(xiàn)掘進可視、可達、可控，有效避免刀盤異常導致主軸承過載。同時，“滄淵號”還配置管片連接構(gòu)件智能拼裝及掘進同步拼裝控制系統(tǒng)，實現(xiàn)智能拼裝與掘進作業(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(jiān)測預警系統(tǒng)，精準消除可能出現(xiàn)的誤差；配備綠色換管裝置及智能控制系統(tǒng)，保證掘進安全環(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面臨的世界性難題。研發(fā)團隊結(jié)合多年水下以及超大直徑盾構(gòu)隧道掘進經(jīng)驗，率先解決“十隧九漏”、毫米級精度控制等世界難題，創(chuàng)下行業(yè)新紀錄：所建140萬平方米隧道內(nèi)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(nèi)，地面沉降控制在3毫米內(nèi)。
