难度堪比豆腐上打孔！国产盾构机“江海号”完成5316米掘进任务

原标题：江苏海太长江隧道工程项目团队破解超高水压、软土地层等施工难题——

9315米，江底超长掘进（我在重大工程一线）

海太长江隧道工程施工现场航拍。

海太长江隧道成型隧道内景。

施工人员紧固管片螺栓。以上图片均为范少文摄

5月3日上午9时，在长江入海口水域75米深处，随着“江海号”盾构机顺利完成5316米掘进任务，海太长江隧道工程施工抵达江底最低点。

从江边施工工作井逐级而下，记者深入灯火通明的隧道施工现场，江面的涛声渐渐远去，唯有国产超大直径盾构机“江海号”持续运转的低沉轰鸣在回荡。

头顶是数十米的江水与河床，身前是软如豆腐的淤泥质粉质黏土地层，总长150米、5层楼高、重达5000吨的“江海号”犹如一条长龙，要在江底完成9315米的超长距离独头掘进。开工以来，项目团队接连破解了超高水压、软土地层超大直径盾构施工等难题。如今，这条钢铁巨龙在长江河床之下，以日均16米、月均480米的速度，向着长江深处稳步掘进。

“淤泥豆腐”里掘进，难度堪比在豆腐上精准打孔

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5月3日，“江海号”迎来了它穿江过程中极为关键的“大考”：抵达隧道全线的江底最低点。这里距离长江水面垂直高度75米，是全线水压最高、地质条件最复杂、施工风险最大的“咽喉区段”。

“就像深潜到了水下极限深度，每往前一步，都要小心翼翼。”中铁十四局海太长江隧道工程项目盾构经理孟德锋说，为了顺利闯过这道难关，4月底，工程团队专门拿出两天时间给这个“钢铁大块头”做了一次“全身体检”。

在盾构机操作室里，孟德锋翻开多达50多页的检测清单仔细查看。从刀片的磨损余量到主轴承的运行状态，再到推进油缸的压力情况、进出泥浆管路的密封性能等，足足1000多个检查项，把盾构机从里到外查了个遍，不放过任何一个细节。

确认整机状态良好、无任何异常后，来不及歇息，技术人员又开始讨论技术参数。会议桌上，施工图纸被反复标注，每一环掘进的参数都经过了精心测算。

海太长江隧道穿越的江底地层，是高含水量、高压缩性、低强度的粉土和淤泥质粉质黏土、粉砂、含砾中粗砂地层，“江海号”要在这样的地层里掘进，难度堪比在豆腐上精准打孔，还得保证豆腐不碎、不散、不变形。

“地表沉降必须牢牢控制在毫米级。”中铁十四局海太长江隧道工程项目部实验室主任徐兴居说，在这种软土地层中，盾构机向前掘进时，管片与土体之间会形成环形空隙，如果不能及时、密实填充，周边土体很快就会变形、沉降，直接威胁隧道结构安全。

记者置身盾构机内，环顾机身，一排排黑色高压注浆管整齐排布，顺着盾尾延伸向隧道外壁。“别看这些管子不起眼，它们就是稳住‘豆腐地层’的定海神针。”徐兴居指着注浆管介绍，过去盾构施工普遍采用单液水泥浆，要十几个小时才能初凝硬化，在等待硬化的过程中，会产生无法控制的软土地层沉降。为了破解这个难题，团队历经上百次试验，自主研发出第四代同步注双液浆技术。特殊配比的A液水泥基材料与B液水玻璃材料，通过专用管路同步输送，在注浆口实现精准混合，十几秒就能胶凝。

“两种浆液一注进去，马上就形成了刚性支撑，相当于瞬间给地层打上了‘加固钉’，把对土体的扰动降到了最低。”徐兴居说，凭借这项创新技术，团队将地表沉降控制在了3毫米以内，创造了超大直径盾构隧道软土地层沉降控制的行业纪录。

在江底超高水压环境下掘进，除了沉降控制，还有一道绕不开的技术难题：刀具更换。“江海号”需独头掘进9315米，长距离施工中，刀片磨损到一定程度，就得及时更换。

“以前，换刀是我们最头疼的事。”孟德锋说，刀盘前方的土舱要维持7.5巴的平衡压强才能防止土体坍塌，这个压力相当于人潜水到75米深的水下，普通人根本无法承受，只能请经过专业训练的潜水员进舱作业，换一次刀动辄要花费数万元，还伴随着极高的安全风险。

为了攻克这一难题，“江海号”团队联合盾构机设备厂家，历经两年多的技术攻关，研制出一种新型常压换刀系统。“现在换刀，整个过程就像给钢笔换笔芯一样安全。”孟德锋笑着说，工作人员只需在常压环境下，就能抽出磨损刀片、关闭对应闸门，全程不会造成土舱失压，规避了安全风险，也提升了效率。

一块块重达10余吨乃至数十吨的预制构件，在建设者手中精准咬合、环环相扣

掘进中的江底隧道里，正开展着一场精密至极的“积木搭建”。

一块块重达10余吨乃至数十吨的预制构件，在建设者手中精准咬合、环环相扣。多块弧形管片拼接成环，一环环严丝合缝地连接起来，一步步延伸成贯通长江的地下通途。

有着7年管片拼装经验的吴俊杰，是海太长江隧道工程项目的管片拼装手，他的操作“工具”，是一台背在身上的遥控器。小小的面板上，分布着灵敏的操纵杆和数十个功能按钮，每一次点按，都能精准操控一台台吊臂的起落、旋转与定位。

吴俊杰介绍，与以往的盾构隧道施工不同，海太长江隧道在国内首次实现中间箱涵、边箱涵的一体化同步预制拼装。单块预制箱涵重达40余吨，最大块长度达13.5米，要让这样的“大块头”与隧道主体精准契合，安装误差必须控制在毫米级，仅靠操作员的经验还远远不够。

“箱涵底下还有一位好帮手。”吴俊杰指着盾构机底部说。他口中的帮手，是一台小巧的箱涵拼装精调机器人。就在人工完成箱涵初定位的同时，盾构机机身与管片的缝隙间，拼装机器人已开启作业。通过微米级传感器的实时校准、精准微调，将箱涵的安装误差牢牢控制在设计范围内。

要在数十米深的江底用一块块“积木”搭建起水下通道，对“积木”本身的质量有着极高要求。走进项目部的检测实验室，一块块经过24小时标准养护、砖块大小的混凝土试块，正在接受严苛的“极限测试”。它们不仅要承受42.5兆帕的超高压强，还要通过严苛的抗折性能检测。只有每一项指标都达到并优于设计标准，才能获得入场“通行证”。

出了实验室，记者来到不远处的预制构件生产车间。在全封闭的中央控制室内，工作人员轻点屏幕设定参数，智能机械臂便精准舞动，将配比完成的高性能混凝土浆料均匀注入定制钢模之中。

浇筑完成的箱涵构件，随即被送入密闭室内进行6小时的蒸汽熏蒸定型。下了生产线后，每一个预制箱涵都会被“穿上”保温保湿的专用防护衣，进行28天精心养护，各项性能全部达标后，才能被送入江底作业现场。

75米深的江底，超高水压和软土地层的复杂工况，对隧道结构的整体性、刚度和防水性能提出了极高要求。每一环隧道结构，都要承受远超常规工况的水土压力。“要让十几吨重的管片严丝合缝地咬合在一起，形成足够强的支撑力，必须在连接技术上实现突破。”中铁十四局海太长江隧道工程项目总工程师游少强介绍。

为此，项目技术团队一次次试验、一次次摸索，最终突破常规思路，创新研发出一种新型连接构造。这套全新的连接体系通过独特的咬合构造，大幅提升隧道的整体结构刚度、防水性能和抗变形韧性，解决了大断面盾构隧道在软土地层易出现变形过大的难题。

给盾构机装上灵活的“身体”和会思考的“大脑”

站在“江海号”盾构机的主控室里，屏幕实时显示着刀盘转速、推进压力、泥浆环流、设备状态等参数，红色、黄色的指示灯不停跳动。很难想象，眼前这个总长150米、总重超5000吨、开挖直径达16.64米的“大块头”，日常掘进操作只需要两名技术人员就能完成。

“以前开盾构机，靠的是经验、手感，现在靠的是数据、智能系统。”“江海号”盾构机机长张思宇说。

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“江海号”整机搭载了数万个零部件，涵盖刀盘、主驱动、注浆、拼装、吊运等数十个核心系统，遍布整机的上万个智能传感器，就像神经网络一样，让这个钢铁庞然大物拥有了“全身感知”的能力。刀盘的扭矩转速、主轴承的温振参数、注浆系统的压力流量、推进油缸的行程……每掘进一环，都会产生海量实时数据，全部汇聚到盾构机智能管控平台，实现全流程、全要素数字化管控。

如果说智能感知与自动化作业，能让“江海号”拥有灵活的“身体”，那么项目团队自主研发的“深远大模型”，则让它拥有了会思考的“大脑”。

孟德锋介绍，“深远大模型”融合了中铁十四局20多年大盾构施工的海量数据资源，以及超过80万份与盾构施工相关的学术论文和领域专著，构建了盾构施工领域的通识知识图谱系统。

“以前遇到复杂地层、突发情况，只能赶紧打电话找专家、翻过往案例。现在不一样了，大模型里有海量工程数据，遇到问题，它能马上给出分析结果，给施工决策提供帮助。”张思宇说。前不久，盾构机穿越松软地层，大模型根据历史案例进行分析，提前调整了掘进参数和注浆方案，最终顺利通过地层。

夜幕降临，江面上的汽笛声渐渐稀疏，海太隧道深处依旧灯火通明、机械轰鸣。成功穿越最低点后，“江海号”盾构机将完成关键姿态转换，从“向下深潜”转为“昂首上坡”，迈入掘进新阶段。