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攻克世界级难题!江底巨龙极限突围

作者:微信文章
长江,54米深处,静默中爆发着撼世之力。
中交一公局集团江阴靖江长江隧道的建设者们,刚刚完成了一场惊心动魄的“江心牵手”:国内最高水压、世界首次大盾构对接、薄如蛋壳的超高精度对接……
“地下巨龙”温顺俯首,承载两岸百姓希望的交通动脉,终于成功贯通。自此,高水压、强渗透地层下的盾构江底对接这一世界级难题,首次被中国工程师破解。中国基建的传奇故事,再次于长江深处写下震撼注脚。

项目建成示意图

钢铁巨龙“心脏”骤停了
隧道局承建江阴靖江长江隧道A2标段,过江段盾构区间4937米,盾构开挖直径达16.09米,最高水压达到0.82兆帕,是当时国内在建最大直径的盾构隧道,也是国内在建承受最高水压的公路隧道。
巨变发生在2023年2月8日这天。
“那是盾构机始发的第284天,距离隧道贯通只剩1725米。”项目党支部书记刘涛至今记忆犹新。盾构机采用的国外进口主轴承保持架发生非正常损坏,整个滚动运行体系崩溃,意外失效,庞大的盾构机无法继续前行,被迫停留在长江下方54米深处。

江底对接示意图
这里,盾构机顶部覆土厚度27米,水压达到0.76兆帕,相当于每平米承受7.6公斤的重量,而周遭则全是强渗透软土地层。“这对于江底盾构施工而言,是最恶劣的条件,是一场前所未有的技术挑战”机电总工石志鹏说。而且,还是在主航道下。
“这在国内外都是没有发生过的江底困局。”石志鹏说。更憋屈的是,因国外对主轴承核心技术严密封锁,制造过程严禁监测,盾构一旦掘进又不具备更换主轴承的条件,那种“卡脖子”的阴影挥之不去。

项目团队研讨方案
前方是未竟的彼岸,脚下是随时可能因水压和流砂涌入而引发灾难性事故的险境。专家评估认为,处置工作远超既有认知范畴,是一项“风险极高、复杂度空前”的综合性工程难题。一场关乎成败、安全与信誉的严峻考验,摆在项目团队面前。

现场指导
危急关头,中交集团展现出央企担当,迅速成立由顶尖专家领衔的工作组和技术组,火速驰援现场,稳局势、定对策。中交一公局集团指派专业总工程师姚占虎常驻项目,全权负责项目处置工作的开展情况。经过严密的调研论证,多个方案浮出水面。在科学论证和多方调研的基础上,他们最终将目光锁定在对环境影响和社会影响的最小化的江底对接方案上。“简单来说,就是让另一台盾构机从对岸始发,在江底深处与这台盾构机对接,然后在高压富水流砂地层中进行拆解,最终完成‘穿江’任务。”石志鹏说。
以钱七虎院士为首的专家组正式通过了这一开创性方案,标志着隧道建设首次向高水压强渗透地层下的江底对接工程发起挑战。
江中对接,偏差却薄如蛋壳
一场旷世壮举就此拉开帷幕。
“很迷茫,也很担忧,确实不知道后面应该怎么把隧道打通。”项目总工张雷说。这个情况,全世界都没有标准,更没有任何可借鉴的案例,而高水压强渗透地层,更是给项目团队造成了无比巨大的压力。

左线盾构加固
江底之下高压水流如隐形的猛兽般潜伏,一条钢铁巨龙静卧,另一条正缓缓前行,这是一场前所未有的地下相遇,更是一场精准博弈。

对接动画示意图
“距离对接点还剩100米。”隧道深处的对讲机传来低沉的声音。2024年6月20日,进入最紧张的高精度对接阶段,所有人都清楚,真正的考验才刚刚开始。
虽然经过了无数次的模拟演练和盾构姿态调整,此刻,技术人员的心仍旧提到了嗓子眼。紧盯屏幕上的实时姿态数据,盾构司机根据精确校准的指令,屏息操控数千吨的庞然大物。

VTM导航系统
“目前偏差3毫米,马上到达目标对接点。”
“距离目标还差7公分。”
“先行、后行已达到对接位置。”
“对接成功!”简单的4个字从对讲机中传来,清晰、平稳,却像一颗投入沉默湖面的石子——瞬间激起一片汹涌。

庆祝对接成功
2024年6月22日23时07分,后行盾构刀盘精准回缩,两台盾构机在54米深的江底成功“牵手”,对接精度水平偏差0毫米、垂直偏差仅2毫米,远超原定10厘米的设计标准,他们以薄如蛋壳般的匠艺,创造了一场世界隧道建设史上的奇迹。
然而,对接成功只是惊险旅程的一部分。如何在高压富水的流砂地层中安全拆解两台重达5000吨、长达150米的盾构机?

盾构拆机内部
面对空间极其逼仄、大型设备无法施展、安全风险极高的困境,项目团队利用BIM技术一次次推演,从整体稳定性分析到每一个零件的拆除顺序,全部在数字世界中预演了上百遍。最终,他们创新制定了“从后往前,从上往下”的拆解方案。于是,折臂吊、千斤顶、液压车——这些冷冰冰的机械,在他们手里成了精巧的“手术器械”,他们以毫米为单位推进,终于将巨龙“肢解”并稳稳托出。
历经九九八十一难,终有答案
为确保隧道安全开挖,项目团队创新采用非对称冻结法,拟在对接位置两侧形成厚度3.9米、平均温度稳定在零下13度的“冰封结界”,将汹涌的地下水和高风险地层“锁”在外面。

对接段冻结范围示意图
而实现“冰封结界”的关键,在于需要完成363个高精度钻孔取芯。这不是普通的打孔作业,每个孔的定位精度偏差不能超过0.9度。“就像用数米长的钻杆,在高速旋转中实现‘针尖对麦芒’的精准定位。”项目副经理任艳武说。孔与孔之间间距极小、角度极其刁钻。钻头更要连续钻透高强度盾构机钢板,并在极度苛刻的条件下完成毫厘不差的焊接密封。

363个芯棒

钻孔取出的芯棒
为确保万无一失,项目团队制作了1:1的模型进行了长达45天的模拟演练,直到解决了钻孔刀具的选型及操作工的实操演练,江底盾壳小角度成功取芯这一关键性技术障碍完美突破,同时还邀请国家隧道应急救援中国交建重庆队开展专业应急培训,以确保万无一失。

先行盾壳取芯成功
功夫不负有心人,363个高精度钻孔取芯全部完成,无一疏漏,孔口管角度偏差被牢牢控制在0.2度以内,远超最初的设计标准。最终,两台盾构机共计打设冻结管336根,如同一支支“冰脉”,交织成一道坚实的“冰封结界”,为后续施工撑起了安全空间。

对接段开挖切割
然而盾构泥水仓内情况不明,仿佛一个隐藏在暗处的猛兽,每一步操作都需如履薄冰。为守住这来之不易的“冻土防线”,在每一层结构施工前,他们在前后刀盘环梁之间焊接了两道坚实的止水钢板,并于冻土与钢板之间加设隔热层,控制切割过程中的热量传递,保护脆弱的冻土层不被热量破坏。历时3个多月,对接一期拆除于2025年6月16日全部完成,内部环境与地层联通的缝隙全部封闭,实现隧道整体结构安全。

对接段首层贯通“世纪之握”
如何在狭小空间内拆除两台320吨重的主驱动则是最后一场硬仗,作业过程犹如跳一场“地下芭蕾”,依靠油缸与六个电动葫芦的精准配合,它被平稳拉起、缓缓翻转运出,前期无数次的模拟试验,终于在这一刻化为现实,这场融合了技术、勇气与毅力的高难度战役胜利收官,江阴靖江隧道左线实现了隧道的整体贯通。

主驱动翻身完成
从此刻深江见未来奔流
2025年9月30日,随着二期结构最后一方混凝土浇筑完成,江阴靖江长江隧道江底对接工程完美收官。回首来路,每一步都写满艰辛。“只有一起经历过的人才懂,我们扛住了什么,又坚守了什么。”项目经理梁玉强感慨万千,“今天,我们可以坦然地说,我们做到了”!

对接段内部
这是一条牵引区域发展的经济动脉,建成后将大幅度提升长江干线过江通行效率,助力扬子江城市群建设步入快车道。更难能可贵的是,项目从设计理念、施工技术到风险控制,形成了一整套可复制、可推广的复杂地层跨江越海隧道建设范本——“16米级盾构江底高水压强渗透砂层对接成套技术”,这一凝结着无数智慧与汗水的“中国方案”,不仅为今后长江流域乃至更广阔海域的隧道建设提供了重要参考,也为世界隧道工程建设贡献了中国智慧与中国标准。

项目成型隧道
这场胜利,是技术的胜利,是协同的胜利,更是一场属于信念的胜利。这条隧道,如巨龙静卧江底,不仅承载车流穿梭,更托举起中国工程建设的新标杆——它告诉我们:没有比脚更长的路,没有比信念更深的江。
责任编审|朱红芳 王平 闻攀攀
校审|张亚
编辑|张蕾来源丨中交一公局集团
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