“定海號”盾構機擁有多項核心技術，重量相當于3000輛小汽車

　　騰龍定海，盾起金塘。日前，由中鐵十一局和鐵建重工聯合打造的超大直徑盾構機“定海號”在湖南長沙順利下線，并將投用于世界最長、直徑最大的海底高鐵隧道——甬舟鐵路金塘海底隧道建設。

　　“定海號”榮耀下線

　　伴隨著喜慶的舞龍表演，一塊巨大的紅綢緩緩垂落，巨型盾構機“定海號”霸氣下線，驚艷亮相——這臺盾構機堪稱龐然大物：刀盤開挖直徑達到14.57米，相當于5層樓高。刀盤上，噴繪著鮮艷“東海龍王”形象。據中鐵十一局城軌公司相關負責人介紹，古有定海神龍，今有穿海鐵龍。此次“定海號”的命名與工程所在地——舟山市定海區的名稱異曲同工。而刀盤涂裝中的“東海龍王”形象，在傳統文化中具有“鎮海”寓意，表達了建設者攻堅海底高鐵隧道，挑戰世界級工程難題的強大決心。

　　據悉，“定海號”盾構機的組裝調試工作自2023年10月開始，歷時86天完成，其總重量達4350噸，是普通盾構機重量的8倍，相當于3000輛小汽車的重量。

　　“定海號”整機由十余萬個零部件組成。這樣的“巨無霸”超大直徑盾構機拆解、裝機、運輸也是一項大工程。盾構機下線后，將拆解成159個部分通過水運+陸運聯合運輸，運送至1000多公里之外的施工現場。其中盾構機單個部件重量超過70噸采用江海聯運，用重型液壓板、重型平板車裝運至湘江的鐵牛埠碼頭上船，采用700噸甲板駁船分批次裝載，由湘江進入長江，運輸至張家港重機碼頭，在張家港重機碼頭吊裝至海洋船舶，然后運輸到浙江舟山碼頭下船，再用重型液壓板轉運至卸貨現場。整個水陸聯運需投入3艘甲板駁船，21輛運輸車協同作業，剩余138個70噸以內部件采用全程陸運，經過130車次運輸至甬舟鐵路項目工地。

　　盾構機各部件分批次進入施工現場后，需一臺400噸、一臺800噸履帶吊協同吊裝，進行盾構機組裝作業，將這個龐然大物完美“復原”需要80余人共同協作，一起奮戰大約90個日夜才能完成。

　　挑戰五項世界之最

　　甬舟鐵路金塘海底隧道全長16.18千米，其中盾構段長度11.21千米，中鐵十一局承建金塘側6.27千米的盾構隧道，采用2臺直徑14.57米盾構機相向掘進，并在海底完成對接和洞內拆解。金塘海底隧道是全線控制性工程，是世界長度最長、直徑最大、地質最復雜、施工難度最大的海底高鐵隧道，比港珠澳大橋越海隧道長近10公里。盾構隧道掘進將攻克復雜海域環境下長距離、高水壓盾構掘進等八大技術難點、創下五項世界之最：世界上建設長度最長、直徑最大海底高鐵隧道、世界上最大直徑的海中對接工程、世界上最大直徑的海底洞內原位拆解工程、世界上地質條件最復雜多變的海底高鐵隧道、世界上建設難度最大的海底高鐵隧道。

　　中鐵十一局相關負責人介紹，金塘海底隧道總的來說具有“高強度、高水壓、高精度、高風險”，以及“巖土差異大、開挖直徑大、對接難度大”，“不良地質復雜、水下地貌復雜”等“四高”“三大”“兩復雜”的特點。其作業難度具體表現在海中段位于巖土復合地層，國內尚無超大直徑泥水平衡盾構施工經驗，其中金塘盾構隧道最大埋深 (海平面以下)達到85米，承受的海水壓力高，復合地層高水壓長距離掘進難度大。強度極高的破巖好比“鉆石層”，粘粉粒含量高的地層好比“年糕團”，軟硬不均的地層一方面快速磨損盾構機的刀具，另一方面又結成泥餅貼在刀盤上，大大增加了大直徑、長距離、高水壓更換刀具的風險和施工難度。

　　首次采用兩臺盾構機相向掘進，中途對接貫通的模式建設，金塘側盾構機掘進長度約6270米，盾構長距離相向掘進對接后在洞內完成盾構機拆解的施工方式，對接精度要求更高，技術更復雜，拆機與運輸困難，工程面臨著世界從未有過的施工困難。

　　六大核心技術加持

　　2023年6月初，以盧春房院士為組長，聶建國、繆昌文、張喜剛、龔曉南等五位中國工程院院士，以及各方專家組成的行業頂尖專業團隊蒞臨甬舟鐵路項目現場調研，為“一橋一隧”問診把脈。與會專家就隧道施工、盾構機建造中的系列難題提出了建設性的意見和建議。2023年11月，國家數字建造技術創新中心大盾構隧道智能建造實驗室在中鐵十一局落戶揭牌，重點開展復雜地質大盾構隧道全過程、全流程、全場景智能建造技術體系研究，前期在盾構機選型、建造和技術攻關方面提供了專業技術支撐。

　　為應對“世界級”工程難題，“定海號”盾構機在研發中創新應用了隧道智能及綠色建造新技術，率先引入盾構機集成超前地質預報、飽和帶壓換刀、盾尾同步雙液漿、盾體雙層殼體、管片浮動監測和壁后注漿掃描等“六大核心”技術。同時，針對大盾構在軟硬不均和長距離、大埋深、高水頭地層中的掘進難題，建設者還將從盾構泥漿參數、盾構機姿態等方面入手，強化過程控制，旨在安全、綠色、高質高效推動工程建設。

　　近年來，中鐵十一局充分發揮盾構施工核心競爭力，以“拳頭”產品積極推動產業鏈向上下游延伸，先后建成投產了武漢、舟山等多家大型管片生產中心，成立了華中地區最大的盾構施工服務“4S店”，系統掌握了智慧盾構管控、復雜條件下盾構超近距下穿既有線、極限狹小空間大直徑盾構快速解體技術等30余項關鍵核心技術。現擁有直徑涵蓋2-15米等品類齊全的盾構機50余臺，盾構掘進里程超700公里，與此同時，以“聚焦大盾構，行業爭一流”為目標，公司與國家數字建造技術創新中心聯合共建大盾構隧道智能建造實驗室，全力推動大盾構智能建造關鍵技術、裝備研發應用，為建筑業數字化轉型與高質量發展提供了全新動能。(呂 銳)