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(jiǎn)稱(chēng)“中交天和”）獲悉，我國自主研制的最大直徑盾構機“滄淵號”在該公司成功下線(xiàn)。它將肩負世界最長(cháng)水下高速公路盾構隧道——海太長(cháng)江隧道工程左線(xiàn)掘進(jìn)施工重任。
海太長(cháng)江隧道位于江蘇長(cháng)江入?？?，北起南通市海門(mén)區，南至蘇州市太倉市，最大埋深超過(guò)75米，最高水壓超過(guò)7.5巴。隧道左線(xiàn)由中交隧道工程局有限公司承建，線(xiàn)路全長(cháng)39.07公里，其中盾構隧道長(cháng)9327米。
“滄淵號”開(kāi)挖直徑達16.66米，整機總長(cháng)176米，總重量超5650噸，創(chuàng )下國產(chǎn)超大直徑盾構機新紀錄。過(guò)去，長(cháng)江隧道由清一色“洋盾構”掘進(jìn)施工。中交天和自主研制的國產(chǎn)首臺超大直徑盾構機“天和號”實(shí)現破局，如今“滄淵號”在長(cháng)江隧道工程建設中大顯身手，這一突破彰顯了我國國產(chǎn)超大直徑盾構機研制和應用的新跨越。
掘進(jìn)過(guò)程中，“滄淵號”需穿越多種復雜地質(zhì)帶，特別在穿越長(cháng)江及兩岸大堤時(shí)，沉降需控制在毫米級，掘進(jìn)難度極大，且江中地質(zhì)勘探覆蓋區域有限，未知區域多。近17米的開(kāi)挖直徑意味著(zhù)刀盤(pán)所需扭矩大，主驅動(dòng)軸承負載大；穿越黏土地層，盾構機易結泥餅；高水壓對主驅動(dòng)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，如何確保盾構機在長(cháng)江底連續長(cháng)距離掘進(jìn)是研發(fā)團隊面臨的重大挑戰。
對此，中交天和研發(fā)團隊為“滄淵號”搭載三大利器：一是構建“數字大腦”，搭載智能掘進(jìn)系統，實(shí)現掘進(jìn)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(jìn)法則，實(shí)現石英砂含量約65%地層單次掘進(jìn)2000米內不換刀；三是配置“智慧心臟”，主動(dòng)安全防護升級，實(shí)現掘進(jìn)可視、可達、可控，有效避免刀盤(pán)異常導致主軸承過(guò)載。同時(shí)，“滄淵號”還配置管片連接構件智能拼裝及掘進(jìn)同步拼裝控制系統，實(shí)現智能拼裝與掘進(jìn)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測預警系統，精準消除可能出現的誤差；配備綠色換管裝置及智能控制系統，保證掘進(jìn)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)團隊結合多年水下以及超大直徑盾構隧道掘進(jìn)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(wàn)平方米隧道內壁滴水不漏，管片上浮量和錯邊量分別控制在8毫米和3毫米內，地面沉降控制在3毫米內。
