科技日報記者 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”盾構(gòu)機成功穿越海堤，由陸域段進入海域段掘進施工，標(biāo)志著世界最長海底高鐵隧道全面進入“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16.18公里，其中盾構(gòu)段長11.21公里，是世界最長海底高鐵隧道。施工采用兩臺盾構(gòu)機從寧波側(cè)和舟山側(cè)同時始發(fā)，相向掘進，穿越高水壓及多種復(fù)雜地層后在海底實現(xiàn)精準(zhǔn)對接。其中，由中鐵十四局負責(zé)的寧波側(cè)盾構(gòu)段長4940米，使用開挖直徑14.57米的“甬舟號”盾構(gòu)機由西向東獨頭掘進。

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、碼頭和航道等多項風(fēng)險源，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。在穿越過程中，“甬舟號”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)險世界罕見。

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

據(jù)悉，進入海域段后，“甬舟號”盾構(gòu)機將繼續(xù)一路下坡，在超過6巴壓力的地段掘進2920米，直至到達海中對接點。為應(yīng)對長距離、高水壓環(huán)境帶來的挑戰(zhàn)，項目團隊對盾構(gòu)機密封系統(tǒng)進行了全面強化，采用雙盾殼設(shè)計，設(shè)置4道加強型盾尾刷，整機最大耐壓能力達12巴，提高了盾構(gòu)機在海底超高水壓下的適應(yīng)能力。

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

在施工中，項目團隊構(gòu)建“盾構(gòu)終端駕駛+地面遠程駕駛+總部智能駕駛”的多層級掘進控制體系。技術(shù)人員在地面就可以操控盾構(gòu)機向前掘進，并結(jié)合“數(shù)字盾構(gòu)”系統(tǒng)，對掘進關(guān)鍵參數(shù)、注漿、刀具磨損等信息進行實時監(jiān)控和自動預(yù)警，達到智能分析、精準(zhǔn)施策、高效掘進目的。

甬舟鐵路是國家《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃（2016—2030年）》的重大項目，建成運營后，將結(jié)束舟山群島不通鐵路的歷史，長三角唯一不通高鐵的地級市舟山市將接入全國鐵路網(wǎng)，對實現(xiàn)寧波舟山同城化發(fā)展，加快兩地融入“一帶一路”和長江經(jīng)濟帶，促進長三角一體化發(fā)展等具有重要意義。