科技日?qǐng)?bào)記者 孫瑜

29日，在中鐵十四局承建的甬舟鐵路金塘海底隧道寧波側(cè)地下64米深處，“甬舟號(hào)”盾構(gòu)機(jī)成功穿越海堤，由陸域段進(jìn)入海域段掘進(jìn)施工，標(biāo)志著世界最長(zhǎng)海底高鐵隧道全面進(jìn)入“穿海之旅”。

金塘海底隧道是甬舟鐵路全線控制性工程，位于寧波與舟山之間金塘水道下方，西起寧波市北侖區(qū)，東至舟山市金塘鎮(zhèn)，全長(zhǎng)16.18公里，其中盾構(gòu)段長(zhǎng)11.21公里，是世界最長(zhǎng)海底高鐵隧道。施工采用兩臺(tái)盾構(gòu)機(jī)從寧波側(cè)和舟山側(cè)同時(shí)始發(fā)，相向掘進(jìn)，穿越高水壓及多種復(fù)雜地層后在海底實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對(duì)接。其中，由中鐵十四局負(fù)責(zé)的寧波側(cè)盾構(gòu)段長(zhǎng)4940米，使用開(kāi)挖直徑14.57米的“甬舟號(hào)”盾構(gòu)機(jī)由西向東獨(dú)頭掘進(jìn)。

寧波與舟山兩地之間海域地質(zhì)復(fù)雜多變，隧道穿越石油管線、海堤、碼頭和航道等多項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)源，海底最大埋深78米，最大水壓8.4巴，相當(dāng)于成人手掌面積上承受近1噸的重量。在穿越過(guò)程中，“甬舟號(hào)”需要挑戰(zhàn)24次軟硬地層變換，高壓換刀作業(yè)量頻繁，隧道施工復(fù)雜程度、難度和風(fēng)險(xiǎn)世界罕見(jiàn)。

自始發(fā)以來(lái)，“甬舟號(hào)”盾構(gòu)機(jī)已順利攻克10余次軟硬地層交錯(cuò)變化的難題，累計(jì)完成2020米掘進(jìn)任務(wù)。“此次入海區(qū)間段地層主要為全斷面硬巖，巖石最高強(qiáng)度達(dá)177兆帕。我們提前對(duì)盾構(gòu)機(jī)進(jìn)行了檢修，完成刀具、管道和泥漿泵的檢查與更換，確保盾構(gòu)機(jī)處于最佳狀態(tài)。”中鐵十四局甬舟鐵路項(xiàng)目總機(jī)械師董冰說(shuō)。

據(jù)悉，進(jìn)入海域段后，“甬舟號(hào)”盾構(gòu)機(jī)將繼續(xù)一路下坡，在超過(guò)6巴壓力的地段掘進(jìn)2920米，直至到達(dá)海中對(duì)接點(diǎn)。為應(yīng)對(duì)長(zhǎng)距離、高水壓環(huán)境帶來(lái)的挑戰(zhàn)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)對(duì)盾構(gòu)機(jī)密封系統(tǒng)進(jìn)行了全面強(qiáng)化，采用雙盾殼設(shè)計(jì)，設(shè)置4道加強(qiáng)型盾尾刷，整機(jī)最大耐壓能力達(dá)12巴，提高了盾構(gòu)機(jī)在海底超高水壓下的適應(yīng)能力。

此外，面對(duì)如此高的水土壓力，常規(guī)的壓氣作業(yè)方式已無(wú)法滿足帶壓換刀的作業(yè)需求。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將在世界上首次在海底高鐵隧道中采用飽和帶壓技術(shù)進(jìn)行換刀作業(yè)，以提高施工作業(yè)人員及盾構(gòu)掘進(jìn)的安全性，提升換刀作業(yè)效率。

在施工中，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)構(gòu)建“盾構(gòu)終端駕駛+地面遠(yuǎn)程駕駛+總部智能駕駛”的多層級(jí)掘進(jìn)控制體系。技術(shù)人員在地面就可以操控盾構(gòu)機(jī)向前掘進(jìn)，并結(jié)合“數(shù)字盾構(gòu)”系統(tǒng)，對(duì)掘進(jìn)關(guān)鍵參數(shù)、注漿、刀具磨損等信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)預(yù)警，達(dá)到智能分析、精準(zhǔn)施策、高效掘進(jìn)目的。

甬舟鐵路是國(guó)家《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃（2016—2030年）》的重大項(xiàng)目，建成運(yùn)營(yíng)后，將結(jié)束舟山群島不通鐵路的歷史，長(zhǎng)三角唯一不通高鐵的地級(jí)市舟山市將接入全國(guó)鐵路網(wǎng)，對(duì)實(shí)現(xiàn)寧波舟山同城化發(fā)展，加快兩地融入“一帶一路”和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶，促進(jìn)長(zhǎng)三角一體化發(fā)展等具有重要意義。