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2026-07-03
星期五
当前报纸名称:中国铁道建筑报

“盾潜”东海 “全链”攻坚

日期:06-05
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版面:第2版:综合新闻       上一篇    下一篇

通讯员林凤李金雨

核心阅读

5月25日至27日,中共中央政治局常委、国务院总理李强在浙江省舟山市、宁波市调研,走进甬舟铁路金塘海底隧道宁波段考察,并表示,金塘海底隧道地质条件复杂、施工难度大,要坚持科学施工、安全施工、绿色施工,积极应用新技术、新装备、新材料等,把质量管控贯穿建设全过程,打造经得起检验的精品工程。

多年来,中国铁建发挥全产业链优势,集中精锐力量攻克世界级海底隧道建造难题,以全生命周期管控打造世纪工程,以创新实践为交通强国建设注入强劲动力。

浩瀚东海,浪奔潮涌。在浙江宁波与舟山之间的金塘水道下方,一条全长16.18公里的海底隧道悄然铺设,两个盾构区间正在平稳开展相向掘进。这是甬舟铁路的控制性工程——金塘海底隧道,建成后将成为世界最长海底高铁隧道,彻底改写舟山群岛不通铁路的历史。

这条“海底长龙”的修建之路绝非坦途,需应对复杂地质条件、高水压、海中对接难度大等世界级难题。中国铁建集结旗下铁四院、铁建重工、中铁十一局、中铁十四局等精锐力量,从勘察设计、装备制造、施工建造等全产业链协同发力,将新技术、新装备、新材料融入施工全过程,在东海之滨书写地下工程建设的铁建“新答卷”。

科学施工:全链条管控破解海底掘进难题

世界级海底隧道的平稳掘进,靠的从来不是蛮干硬拼,而是贯穿全程的科学思维、系统方法与技术创新。面对金塘海底隧道的多重世界级施工难题,中国铁建团队构建“设计-制造-施工”一体化科学施工体系,用数字化、智能化创新技术为工程赋能。

全长16.18公里的金塘海底隧道,盾构段长达11.21公里,采用两台国产超大直径盾构机相向掘进后在海底高精度对接的施工方案。隧道穿越陆海多重复杂底层,地上群山连绵,海底地质更是暗藏变数,看似平缓的海床之下,软硬地层交错分布、岩层结构极不稳定。

其中,中铁十四局负责的宁波侧隧道尤为突出,需穿越8段全断面硬岩层,12段上软下硬复合地层,4段全断面软土层,最大岩石强度191兆帕。且隧道最大海底埋深达78米,最大水土压力高达0.85兆帕,这相当于一个指甲盖大小的面积上,要承受9公斤的重量,面临极高的水压考验。

摸清海底地质“家底”,是科学施工的第一步。

为精准研判地层条件、规避施工风险,铁四院团队将钻孔密度加密至平均30米一个孔,是常规铁路勘探密度的一倍以上。同时,他们首次采用三维物探、海上钻探平台以及地质勘探AI管理系统等先进勘探手段,如同给海底地质做了一次高精度的“CT扫描”。“我们就是要摸清每寸海底地质的‘脾气’。”铁四院金塘海底隧道现场设计负责人毛升这样形容。

工欲善其事,必先利其器。在装备制造环节,铁建重工为隧道量身打造了两台“孪生”的“穿海利器”——国产超大直径泥水平衡盾构机“甬舟号”和“定海号”,开挖直径为14.57米,搭载了高精度导向系统、超前地质预报系统、双层壳体设计等多项国际领先技术。

刀盘和刀具的针对性选型设计,是建设者鏖战海底复杂环境取胜的关键。

团队对盾构机刀盘进行了针对性设计,采用重型带压刀盘设计,缩小刀间距、增加滚刀数量,刀盘耐磨性、破岩能力更强,使盾构机能够在高水压、复杂地层中稳定掘进。

此外,他们还自主搭建滚刀试验平台,模拟不同强度地质、不同推力等情况下的刀具磨损状态,反复试验比对、优化参数,精准筛选出适配该项目复杂地层的刀具方案,有效提升刀具破岩效率与使用寿命。同时他们还在世界范围内首次研发应用滚刀磨损智能监测系统,确保掘进工效。

科学施工带来的好处,直接折射在盾构机长的“工位”上。

“甬舟号”盾构机一改往日井下施工的场景,盾构机长稳坐地面之上,就可以操控位于地下的盾构机向前掘进。该系统还与位于南京的中铁十四局大盾构公司总部盾构智慧管控中心联动,所有盾构施工数据和安全管控数据都会传送到管控中心,掘进管控和安全管控专家24小时值守,确保现场无人驾驶盾构的施工安全,相当于为盾构施工上了“双重保险”,让远程驾驶更加安全可靠。

安全施工:全维度攻关筑牢深海作业防线

78米的深海之下,海水压力层层叠加,每一米盾构掘进,都是对工程安全的极致考验。施工期间,建设者严格落实国务院国资委安全生产“十条硬措施”,严守安全底线,以核心技术攻关,勇闯“超高压换刀”这一隧道施工的最大安全难关。

金塘海底隧道要穿越多段全断面硬岩和复合地层,刀具磨损频率极高,且超过5公里的地段水土压力达0.6兆帕以上,最大高达0.85兆帕,在如此高水压环境下进行盾构机刀具检查和更换,难度如同“刀尖上跳舞”。

“甬舟号”盾构机面临的地层尤为复杂,区间内共有24次软硬地层切换,刀具磨损严重,换刀频率极高。“从始发至今,我们掘进了超3400米,已经顺利换刀超3000把。”中铁十四局甬舟铁路项目盾构经理赵大彬介绍。

如何在海底超高水压下实现安全、高效高频次换刀?

中国铁十四局技术团队自主研发了盾构饱和带压进仓新技术路径,打造了国产首套盾构饱和带压进仓设备——“深海空间站”,其核心设备有宁海(生活)舱、探海(穿梭)舱、镇海(控制)舱等多个功能模块,能够精准模拟海底高压环境,最大饱和作业深度可达100米,支持作业人员在海底高压环境下实现长期驻留与持续性轮班作业。

不同于传统作业方式,这套装备让深海施工更安全、更从容。作业时,作业人员提前进入与外部隔绝的“深海空间站”后,居住在与海底同等压力的宁海舱里,相当于在海底“安家”,需要换刀时就像“太空出舱”一样,进入探海舱,乘坐这一“太空电梯”到达海底的盾构机上,直接进入高压作业面作业,既消除了频繁加减压对身体健康的影响,又大幅提升了作业效率,实现安全与效能的协同突破。

“深海空间站”于今年2月6日首次亮相,成功实施了75米深高压环境盾构进仓作业。这次海底换刀作业安排9名作业人员实施24小时循环作业,连续作业22天,换刀46把。

与此同时,在舟山侧,当“定海号”盾构机掘进至海底78米深处时,同样面临高压换刀挑战。中铁十一局建设者则自主研发应用另一种新装备——氦氮氧“三元混合气”盾构带压作业装备。这套装备用精准调配后的氦、氮、氧三元混合气来替换空气,供工程师呼吸使用,确保加压过程安全无害。5月17日,首次海底换刀作业开始,经过作业人员分组连续作业,成功拆卸重约150公斤的撕裂刀,次日完成首次滚刀替换作业。截至目前,此次“定海号”盾构机已安全顺利更换30多把刀。

除了核心的换刀作业技术,中国铁建还构建了全链条安全管理体系。铁四院在设计阶段就逐步健全高风险工程动态辨识、隐患排查、闭环整改全链条机制,常态化开展现场巡查与应急演练,从源头防范化解各类施工安全风险。中铁十一局、中铁十四局在施工过程中构建全流程风险防控体系,搭建密封系统智能化监测平台、智能应急救援指挥平台,实时监控隧道内气体环境、盾尾水土压力等关键指标,一旦异常立即预警处置。

绿色施工:全方位施策守护沿线碧水青山

绿色施工是超级工程的鲜明底色。金塘海底隧道穿越浩瀚东海,建设者始终坚持生态优先、绿色发展,将绿色施工技术融入施工全过程,实现工程建设与海域生态保护协同共赢。

勘察设计之初,绿色理念便根植于方案之中。铁四院通过多方案综合比选和线位精细化设计,绕避了区域内五峙山列岛鸟类省级自然保护区、海洋生态红线等敏感区域,并采取了盾构形式穿越,对周边水域、海洋生态与自然景观近乎零干扰,避免了桥梁方案施工特别是基础爆破扰动带来显著的生态影响,运营期对周边冲淤影响、海域生态影响、鸟类影响等也优于桥梁方案。

在施工过程中,各单位积极推行绿色建造模式。建设者采用盾构浆渣绿色处理技术,通过组合工艺对废浆固液进行分离,清水循环利用,渣土资源化处置,达成“零排放、零污染”目标。据统计,仅宁波侧已处理废浆90万立方米,保障了盾构施工的连续、快速、绿色掘进。同时,施工现场采用变频驱动盾构机与节能型通风、照明设备,降低施工综合能耗。

新材料也是绿色施工的关键支撑。建设团队对管片进行了针对性防腐设计,开发应用管片混凝土高效钢筋阻锈材料,在管片背部涂刷特殊的防腐材料,采用局部特殊防腐的管片螺栓,提升隧道在海底高腐蚀环境的稳定性和耐久性。针对宁波侧复杂多变的地层条件,他们还根据不同地层动态优化了特殊泥浆配方,保证携渣能力,同时科学调整掘进参数,防止开挖仓压力过大对海底地层和水域产生扰动,最大限度降低对海洋生态的影响。

“我们坚持生态优先,在施工阶段持续优化绿色施工方案,推行低碳环保施工模式。”毛升表示,铁四院将绿色施工要求纳入设计交底和现场巡查内容,确保各项环保措施落实到位。

从科学施工的“智慧手段”到安全施工的“先进技术”,再到绿色施工的“低碳体系”,中国铁建正持续以全产业链协同优势,将李强总理嘱托转化为建设实效。目前,隧道建设按计划稳步推进,“甬舟号”与“定海号”这对“孪生兄弟”正穿越重重阻隔,在超高水压下奋力掘进,朝着“海底会师”的目标稳步前行。

甬舟铁路全线通车后,宁波至舟山通行时间将由1.5小时压缩至26分钟,舟山群岛彻底告别交通孤岛格局。这条跨海超级通道的建成,将深度赋能长三角一体化发展、完善东部沿海立体交通体系,畅通沿海产业联动、山海协同发展的经济大动脉。以隧为枢、以路为媒,这座超级海底隧道将持续激活湾区发展动能、畅通陆海双向循环,为国家沿海高质量发展布局注入持久动力。