中新网山东新闻12月19日电(范少文)东海之滨,晨曦微露。在浙江宁波与舟山群岛之间的航道之下,“甬舟号”盾构机正持续向海中78米推进。12月7日,中铁十四局探索应用的国内首台套盾构饱和带压作业系统,得到钱七虎等院士专家认可。该系统填补了中国超长、超深海底隧道建设的关键技术空白。
目光向北,黄海胶州湾,世界最长海底道路隧道“海天号”盾构机即将突破3000米大关;向南,珠江口,“深江一号”已深入海平面百米之下,向着海底最深116米冲刺;渤海湾畔,津沽海河隧道盾构机刚刚破土而出,“千里海河高铁第一隧”取得关键进展。
从渤海到黄海,从东海到南海,中国在四大海域的跨海隧道建设全面提速,勾勒出一幅“地下穿海、贯通南北”的壮阔画卷。这背后,是以中国铁建为代表的基础设施建设国家队,以科技创新为引领,锚定“向地下空间进军”战略方向,构建勘察设计、施工建造、装备制造及新材料、新技术全产业链的直接体现。
穿海,是必行之路
“我们双城生活的小家庭,无比期待甬舟铁路开通。”在舟山定海工作的范宇林,自2011年起,便与妻子分隔两地,驾车往返宁波与舟山,多年“双城记”写满艰辛。他的期盼,是舟山群岛数百万居民的共同心声。
我国拥有1.8万公里大陆海岸线,岛屿星罗棋布,海湾众多,海洋资源丰富,但一定程度上也影响着区域连通。
“打通海上通道,不是‘要不要’的问题,而是‘必须干、快点干’的国家工程。”近年来,《交通强国建设纲要》《国家综合立体交通网规划纲要》等顶层设计均将跨海通道列为优先推进项目。一张以海底隧道为关键节点的沿海交通网络正加速从蓝图变为现实。
——在渤海,津潍高铁津沽海河隧道,将成为连接天津与潍坊的“咽喉”,大幅压缩环渤海城市群的时空距离。
——在黄海,青岛胶州湾第二隧道,将化身“地下双向六车道”,助力青岛迈向国际综合交通枢纽。
——在东海,全长逾16公里的金塘海底隧道作为甬舟铁路控制性工程,建成后舟山至宁波通行时间将缩短至约半小时。
——在南海,深江铁路珠江口隧道,作为连接深圳与江门的“深海动脉”,正加速粤港澳大湾区“一小时生活圈”从理想照进现实。
连同已建成的南京长江隧道、济南黄河隧道等超级工程,共同编织起我国跨江越海的骨干网络。
穿海,是极限较量
如果说陆地施工是与“明枪”交锋,海底掘进则如同应对“暗箭”。四大海域地质构造迥异,每前进一米,都可能遭遇未知挑战。
从高空俯瞰,津潍高铁津沽海河隧道穿越具有千年历史的“万亩盐田”和海河。地层中粉细砂占比超62%,石英含量高达66%,如同在“流动的沙盘”中雕刻。更严峻的是,这片古老海域的地层中富含腐蚀离子,是正常地层的160倍,严重影响装备和工程的长期使用。
“如果说海河隧道是蒙着眼睛在豆腐里雕花,还得保证豆腐不碎。那么在其他海域,面临的就是亿万年形成的复杂地质。”中铁十四局津潍高铁隧道现场负责人刘志坚表示。
胶州湾下,建设者面临的是全断面硬岩与破碎带的交替“伏击”。超过75米的埋深带来高水压,对设备密封与结构强度提出极限要求。东海金塘海域,海底“山脉”起伏,甬舟号盾构机需经历24次软硬地层变换,如同在反复切换的“豆腐”与“石头”间穿行。而珠江口下,水压高达1.16兆帕,还要挑战多条断裂带,让每一米的推进都如履薄冰。
在海底施工,除了地质环境的挑战,过程中还面临着诸多技术瓶颈。“海底岩石对刀具磨损极其严重,高水压环境下如何换刀,是必须解决的问题。”中铁十四局青岛胶州湾二隧负责人陈爽表示,在长大海底隧道的建设中,常常会采用“盾构+矿山”“盾构+盾构”这样的复合施工方案,盾构机如何在海底实现精准对接和拆解,都是施工需要跨越的难题。
“每一次技术攻关,背后都是成百上千次试验和无数个不眠之夜。”中铁十四局大盾构公司盾构掘进管理中心主任吴玉礼说,深海之下,没有退路,只有向前。
穿海,是心中有数
面对四大海域迥异的地质条件,中国铁建的建设者们摒弃了单一的施工工法,采用复合性工法工艺,为每个隧道“量身定制”施工方案。
在渤海,项目团队创新构建全方位防腐体系,为盾构机关键部件施加特种防腐涂层等措施,成功抵御3000米“最咸”隧道段的侵蚀。在穿越海河主河道及断裂带时,通过采用系列新技术,将地层损失率精准控制在0.5%以内。
在胶州湾,“钻爆+盾构”工法双管齐下,根据不同地层特点选择最合适的施工手段,3台泥水平衡盾构机如同“海底挖掘机”,专门应对破碎围岩软硬不均的地层。而在东海,针对海底换刀难题,项目团队自主研发出饱和带压设备,创新应用饱和带压进仓作业技术,实现了这一领域“设备+技术”的全面国产自主化。
不仅如此,针对海底对接难题,盾构机也历经针对性设计。中铁十四局甬舟铁路金塘海底隧道负责人胡浩说,盾构机设计了双层壳体,隧道贯通后,外层壳体留在地层中支护掌子面,内层盾体“原位拆解+洞内回拖”,避免了大型设备进入狭小空间的难题,就像在深海中给机器“做手术”,还能保证“伤口”不塌。
智能建造技术的发展,为海底隧道建设提供了强大的技术支撑。在中国铁建的各大海域隧道工程现场,智能装备和智慧管理系统已成为施工的“标配”。
在江苏南京,由中铁十四局大盾构公司打造的盾构智慧管控中心,大屏实时闪烁着来自四大海域的掘进数据。每天,数以万计的施工数据从四面八方汇聚而来,一旦识别到异常参数,中心便自动分级预警,为千里之外的掘进作业提供快速、精准的指导。截至目前该中心已累计管控设备150余台,数据采集超10亿条,实时处理各类预警,为盾构施工筑起“数字防线”。
曾几何时,大型盾构机的“心脏”——主轴承,是卡住中国隧道建设脖子的“锁喉之痛”。如今,中国铁建生产的直径8.61米的国产主轴承已成功问世,性能比肩国际顶尖水平。
从整机依赖进口到全产业链自主可控,中国隧道建造技术完成了历史性转身。随着四大海域关键技术的逐一攻克,中国向地球深部进军的步伐愈发稳健。
“我们将继续深化智能建造技术的应用,推动盾构机等装备向更加智能化、大型化、专业化的方向发展,进一步提升核心技术的自主化水平。”中铁十四局大盾构专家陈健说。
从江河到四海,从技术引进到全球输出,随着盾构施工全产业链体系的不断完善,下一站,更深、更远的海底隧道,正等待着中国建设者作答。(完)
