3月26日,我国迄今为止自主研制的最大直径盾构机“沧渊号”在中交天和常熟制造中心成功下线,将用于世界最长高速公路水下盾构隧道——海太长江隧道工程左线掘进施工。
大海古称沧渊,有“龙起于渊”的典故。海太长江隧道位于江苏省长江入海口,北起南通市海门区,南至苏州太仓市,左线由中交隧道局承建,线路全长39.07公里,其中:盾构隧道长9327米。“沧渊号”是继中交天和自主研制刀盘直径16.07米“运河号”超大直径盾构机顺利应用后,自主研制成功的又一超大直径盾构机,开挖直径达16.66米,整机总长176米,总重量超5650吨,再创国产超大直径盾构机新纪录。
海太长江隧道最大埋深超过75米,最高水压超过7.5巴。始发后,“沧渊号”需穿越多种复杂地质带,特别在穿越长江及两岸大堤时,沉降需控制在毫米级,掘进难度极大,且江中地质勘探覆盖区域有限,未知区域多,犹如“摸着石头过河”。近17米的开挖直径意味着刀盘所需扭矩大,主驱动轴承负载大;穿越黏土地层,盾构机易结泥饼;高水压对主驱动密封、盾尾密封等部件承压能力要求极高,在保持高性能负载前提下,如何确保盾构机在长江底连续长距离掘进是面临的一项重大挑战。
中交天和总工程师杨辉介绍,研发团队为“沧渊号”搭载三大利器:一是“数字大脑”构建智能掘进生态。搭载智能掘进系统,实现一键启动、自主巡航掘进;二是“智刃铁齿”革新高效掘进法则,配置常压换刀功能的软土刀盘搭配梯度分布的合金刀具构成“超硬龙齿矩阵”,可实现石英砂含量约65%地层单次掘进2000米内不换刀;三是“智慧心脏”主动防护安全升级。全球首套具备主动防护功能的智慧心脏,实现掘进可视、可达、可控,即:配置监测系统,连续监控主驱动运行,感知刀盘整体受力,有效避免刀盘异常导致主轴承过载。主驱动端面密封设计保证长距离掘进安全性,具备驱动密封更换和主动伸缩功能,有效应对换刀作业、刀盘脱困等情况。
海太长江隧道是国家《长江干线过江通道布局规划(2020—2035年)》和《江苏省长江经济带综合立体交通运输走廊规划》重点推动建设项目,也是江苏省“十四五”重点推进的过江通道项目,计划于2028年基本建成。建成后,可有效分流苏通长江大桥车流量,对落实长三角区域一体化发展和长江经济带发展国家战略,优化长江干线过江通道布局,推动沿江城市群跨江融合发展具有重大意义。