2005年，

“萬里長江第一隧”

——武漢長江隧道江南始發(fā)井正式開挖，

拉開我國以隧道穿越長江的序幕。

2025年，

“萬里長江高鐵第一隧”

——渝廈高鐵重慶菜園壩長江鐵路隧道盾構段

近日順利貫通。

從長江中下游到上游，

從公路到地鐵、高鐵隧道，

萬里長江，多條隧道穿越，

見證水下盾構技術躍遷。

01

以毫米級精度掘進

高鐵隧道成功穿越長江

重慶菜園壩長江鐵路隧道，

中國高鐵首次穿越長江，難度何在？

隧道全長約11.9公里，

連接重慶渝中區(qū)與南岸區(qū)，

需穿越“山、城、水、江”4種環(huán)境。

其中，“山”“城”“水”

分別是重慶長江南岸的銅鑼山山脈、

重慶市區(qū)和翠云水庫等4處水體。

“江”，則是長江主航道。

隧道穿江段長度僅1282米，

但泥巖砂巖變化反復，

節(jié)理裂隙帶多，

最小覆巖厚度僅10米。

建成這樣一條超高難度隧道，

對盾構裝備與施工工藝要求很高。

“萬里長江高鐵第一隧”渝廈高鐵重慶菜園壩長江鐵路隧道盾構貫通現場

裝備上，

使用我國自主選型設計的

大直徑泥水平衡盾構機

——“長江號”盾構機。

這臺直徑12.66米，總長142米，

總重量約3500噸的巨無霸，

配備開挖倉高精度氣液壓力平衡控制系統(tǒng)，

能精準調節(jié)盾構機開挖面壓力，

頂住前方巨大的水土壓力，

保證隧道掘進安全。

“穿江，難就難在頂住高深度帶來的強水壓?！?/p>

中鐵十四局項目盾構負責人吳君才說，

隧道最深處水壓達0.93兆帕，

一旦開挖倉壓力沒控制好，

江水和泥沙隨時可能涌進盾構機。

平衡控制系統(tǒng)，

就像給“長江號”裝上智能調壓閥，

控制精度達0.01兆帕。

工藝上，

創(chuàng)新應用隧道軸線精準控制、

盾構智能管控等技術。

“智能管理系統(tǒng)可實時采集現場數據，

并與公司南京總部的盾構智慧管控中心

進行云端多方協(xié)同管理，

確保盾構機精準導航和掘進?！?/p>

中鐵十四局項目現場施工負責人王健介紹，

“長江號”以毫米級精度穿越了高速公路、

文物建筑、長江航道、軌道交通、

高層樓群等16處風險源。

國產16米級超大直徑盾構機“江海號”正在長江江底穩(wěn)步掘進

隧道施工5年，

地下施工熱火朝天，

地上車流穿行如常，

人們絲毫不覺，這是為何？

“盾構機的組裝和始發(fā)是在重慶南山149米深的洞室內，

穿越城區(qū)和長江后，

在山體的洞室完成接收，

全程‘隱匿行蹤’。”王健解釋，

這是國內首個洞內完成盾構機組裝、

始發(fā)、接收、拆解全流程作業(yè)的高鐵大直徑盾構項目。

隧道全線貫通后，

重慶站與重慶東站將實現快捷貫通，

渝湘高鐵、渝萬高鐵

成功引入中心城區(qū)的重慶站。

02

從無到有、從有到優(yōu)

盾構技術實現跨越發(fā)展

水下隧道施工難，

被稱為“刀尖上的舞蹈”。

長江江底是厚厚的淤泥、

松軟的沙層、堅硬的巖石、

交錯并存的破碎帶，

施工難度更大。

全國工程勘察設計大師、

中鐵第四勘察設計院總工程師肖明清介紹，

水下修建隧道有4種常見技術，

沉管法、鉆爆法、

圍堰明挖法、盾構掘進法。

盾構掘進法，

是用盾構機進行隧道掘進，

盾構機邊掘進邊拼裝管片，

實現隧道一次性完整成型。

“在江底挖掘過江隧道，

盾構法相對經濟、安全，

且施工時對周圍環(huán)境影響較小。”肖明清說。

因此在當年，

武漢長江隧道的開掘選擇了盾構掘進法。

“當時國內只在上海黃浦江修建了幾座水下隧道，

其地質條件、水壓力、

掘進長度等均無法與武漢長江隧道比擬?！?/p>

肖明清回憶，

那時，我國不僅缺乏技術、經驗，

而且大型盾構機完全依賴進口。

艱苦求索，摸索前行。

2008年，

武漢長江隧道建成通車；

2009年，

同樣采用盾構施工法的

南京長江隧道實現雙線貫通，

中國水下盾構技術迅速發(fā)展、成熟。

南京長江隧道建成通車

“南京長江隧道是當時長江流域已建成

和正在建設的超大型盾構隧道中

地質條件最復雜、技術難題最多和施工風險最大的工程。”

中國工程院院士、南京長江隧道專家委員會主任錢七虎說，

南京長江隧道的建成，

標志著我國超大直徑盾構隧道施工

取得重大突破。

隨后，

憑借技術安全、穿越高效的優(yōu)勢，

大盾構穿越長江的方案在過江通道建設中

逐漸嶄露頭角。

“我們先后承建長江大盾構隧道16座，

順利完成一批超大直徑、超長距離、超高水壓的重大工程?！?/p>

中鐵十四局大盾構專家陳健說。

如今，

以隧道方式穿越長江，已是尋常。

在長江上中下游，

已有近30項建成、

在建的10米級以上過江隧道工程。

長江中游，

從首條穿越長江地鐵隧道

——武漢地鐵2號線，

到4號、7號、8號線，

武漢地鐵多次穿越長江。

長江下游，

從南京長江隧道

到蘇通GIL綜合管廊長江隧道，

從公路到特高壓，

盾構隧道持續(xù)拓寬應用領域，

開創(chuàng)特高壓輸變電工程穿越江河湖海等

大面積水域新模式。

蘇通GIL綜合管廊長江隧道

長江入?？?，

世界最長公路水下盾構隧道

——海太長江隧道，

“江海號”盾構機正以每天16米的速度

穩(wěn)步掘進。

不僅是長江隧道，

越來越多沿海沿江城市，

在修建公路、鐵路、城市地鐵、

綜合管廊等越海穿江穿河通道時，

也選擇“隧道下穿”形式。

“我國已全面掌握大直徑盾構施工的關鍵技術，在這一領域擁有領先優(yōu)勢?！?/p>

錢七虎說。

“江海號”盾構機

03

以20年趕超200年發(fā)展

領跑之下競爭依舊激烈

20年前，

盾構機主要靠進口，

無論武漢長江隧道還是南京長江隧道，

均使用昂貴的進口盾構機。

如今，

從海太長江隧道到崇太長江隧道，

都由國產盾構機開掘。

我國盾構機產業(yè)以20年趕超西方200年發(fā)展，

已能自主研發(fā)設計直徑2米至16米盾構機，

并贏得海外60%市場份額。

8月5日晚，

中鐵工程裝備集團自主研制的

“中鐵1459號”盾構機，

在江蘇太倉港完成裝船，

運往海外。

中國出口海外最大直徑盾構機“中鐵1459號”

“這是目前我國出口海外最大直徑盾構機，

開挖直徑15.7米，

將應用于澳大利亞西部港灣項目建設?！?/p>

中鐵工程裝備集團技術中心副主任孫志洪說。

跟跑，并跑，再到部分領域領跑，

國產盾構機優(yōu)勢漸顯。

但行業(yè)企業(yè)也坦言，

個別領域仍有不足。

比如超大直徑盾構機領域。

“業(yè)界通常把直徑14米及以上盾構機稱為超大直徑盾構機?！?/p>

孫志洪介紹，

近年來在國家各類重大項目支持下，

我國盾構機部件國產化率已超90%，

但超大直徑盾構機部分關鍵部件

仍未完全實現國產化替代。

以大直徑盾構機主軸承為例，

雖然多家企業(yè)已具備大直徑軸承設計、

加工制造、試驗檢測能力，

并能生產出6到8米級的主軸承

（適用于12到16米盾構機），

但還有待工程搭載應用驗證。

超大直徑盾構機“江城先鋒號”應用于武漢地鐵12號線建設

再如智能化領域。

我國盾構機企業(yè)持續(xù)引入智能化技術，

“實際應用中，

我們的智能盾構整體技術處于世界領先水平?！睂O志洪介紹，

“但參照汽車智能駕駛能力水平認定標準，

離L4級（高度自動駕駛）

仍有較大差距?！?/p>

行業(yè)專家表示，

制約盾構機行業(yè)大模型發(fā)展的一大瓶頸

在于數據孤島。

當前，盾構機行業(yè)數據散落在

制造企業(yè)、施工單位、業(yè)主等多方主體，

再加上行業(yè)數據往往涉及

制造“秘訣”、施工“秘籍”、管理“訣竅”，

難以跨部門調取、整合、挖掘。

“這需要政府部門、

行業(yè)協(xié)會、企業(yè)共同探索，

讓我國數據優(yōu)勢、場景優(yōu)勢更好發(fā)揮作用?！?/p>

中國機械工業(yè)聯(lián)合會有關負責人表示。