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國內自主研製最大直徑盾構機「滄淵號」在中交天和成功下線

國內自主研製最大直徑盾構機「滄淵號」在中交天和成功下線

責任編輯:林梓琦 2025-03-26 22:02:13 來源:

 3月26日,我國迄今為止自主研製的最大直徑盾構機「滄淵號」在中交天和常熟製造中心成功下線,將肩負世界最長高速公路水下盾構隧道——海太長江隧道工程左線掘進施工重任,引發業界廣泛關注。

 大海古稱滄淵,有「龍起於淵」的典故。海太長江隧道位於江蘇省長江入海口,北起南通市海門區,南至蘇州太倉市,左線由中交隧道局承建,線路全長39.07公里,其中:盾構隧道長9327米。「滄淵號」是繼中交天和自主研製刀盤直徑16.07米「運河號」超大直徑盾構機順利應用後,自主研製成功的又一超大直徑盾構機,開挖直徑達16.66米,整機總長176米,總重量超5650噸,再創國產超大直徑盾構機新紀錄。從過去長江隧道由清一色「洋盾構」掘進施工,到中交天和自主研製國產首台超大直徑盾構機「天和號」破局,到國產盾構機與「洋盾構」同場競技,再到如今的國產超大直徑盾構機在長江隧道工程建設中大顯身手,彰顯我國國產超大直徑盾構機研製和應用實現新跨越。

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 海太長江隧道最大埋深超過75米,最高水壓超過7.5巴。始發後,「滄淵號」需穿越多種複雜地質帶,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,且江中地質勘探覆蓋區域有限,未知區域多,猶如「摸着石頭過河」。近17米的開挖直徑意味着刀盤所需扭矩大,主驅動軸承負載大;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江底連續長距離掘進是面臨的一項重大挑戰。

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 對此,中交天和研發團隊為「滄淵號」搭載三大利器:一是「數字大腦」構建智能掘進生態。搭載智能掘進系統,實現一鍵啟動、自主巡航掘進、姿態自主控制、泥水環流智能控制、同步注漿自動控制及自動注油注脂,實現掘進全程自主控制;智能診斷與維護系統從感知和診斷異常、應對和自動控制,到維修和教學全覆蓋,實現全生命周期護理,有效降低故障率,提高生產效率;能耗實時監測及控制系統推動節能降耗,打造綠色掘進閉環。二是「智刃鐵齒」革新高效掘進法則。配置常壓換刀功能的軟土刀盤搭配梯度分布的合金刀具構成「超硬龍齒矩陣」,可實現石英砂含量約65%地層單次掘進2000米內不換刀。刀盤43%超高開口率,配置高壓力、大流量中心沖刷系統及刀盤結泥餅預警系統,搭配伸縮攝像裝置,無需人工帶壓進艙即可觀察刀盤作業狀況。刀盤中心面板設置12個沖洗口,及時沖洗刀盤刀具,有效降低刀盤結泥餅風險。三是「智慧心臟」主動防護安全升級。全球首套具備主動防護功能的智慧心臟,實現掘進可視、可達、可控,即:配置監測系統,連續監控主驅動運行,感知刀盤整體受力,有效避免刀盤異常導致主軸承過載。主驅動端面密封設計保證長距離掘進安全性,具備驅動密封更換和主動伸縮功能,有效應對換刀作業、刀盤脫困等情況。還配置管片連接構件智能拼裝及掘進同步拼裝控制系統,實現智能拼裝與掘進作業同步,生產效率提高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,保證掘進安全環保和隧道成形質量。

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 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的世界性難題。我們結合多年水下和超大直徑盾構隧道掘進經驗,率先解「十隧九漏」、毫米級精度控制的世界難題,創下所建超140萬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毫米內的行業新高度。

 海太長江隧道是國家《長江幹線過江通道布局規劃(2020-2035年)》和《江蘇省長江經濟帶綜合立體交通運輸走廊規劃》重點推動建設項目,也是江蘇省「十四五」重點推進的過江通道項目,計劃於2028年基本建成。建成後,可有效分流蘇通長江大橋車流量,對落實長三角區域一體化發展和長江經濟帶發展國家戰略,優化長江幹線過江通道布局,推動沿江城市群跨江融合發展具有重大意義。

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