突破长江“高薄险”，南京过江隧道建成两月通车400万
转自：中国科技网
科技日报记者张晔 通讯员张凤华
记者从南京市有关部门获悉，截至2月27日，建成运营仅两个月的南京和燕路过江通道，车流量即累计超400万辆，单日最大车流量超7万辆，对缓解南京市过江交通压力、完善区域交通网络、促进沿江经济带开发、构建南京都市圈和“江南江北双主城”发展具有重大意义。
和燕路过江通道盾构隧道自八卦洲向南至和燕路，全长2965米，穿越长江主江段长1525米，具有“高薄险”等显著特征，被钱七虎等多名院士和专家认为是国内难度最大的盾构隧道之一，也是迄今为止长江建造最困难过江通道之一。“高”是指所承受水压高达0.79兆帕，相当一个指甲盖需承受7.9公斤重量；“薄”是指盾构下穿新生河，最小覆土5.97米，最低点覆土厚度仅为10.25米；“险”是指地质状况极为复杂，土岩复合地层掘进长约1865米，还需穿越5条断裂带，为国内超大直径盾构隧道之最。
“振兴号”盾构机刀盘吊装。
该隧道的顺利贯通，得益于国产超大直径盾构的研制和水下隧道施工技术的发展。2019年6月，中交天和自主研制的刀盘直径15.03米的“振兴号”盾构机下线。在该隧道始发后，先后穿越长距离砂层、上软下硬地层、全断面硬岩层、破碎带及岩溶地层，2022年4月顺利贯通，解决了“十隧九漏”的世界难题，创造了盾构掘进施工14余万平方米“滴水不漏”的世界先例，在世界工程建设史上极为罕见。
“振兴号”盾构不仅是国内首台采用自主技术和多项国产核心零部件设计建造的复合地层超大直径泥水平衡盾构，也是全国首例成功穿越长江江底断层和岩溶地层的超大直径盾构。盾构在掘进中，管片上浮和拼装水平直接影响着管片拼接质量，极易导致渗漏现象。为此，中交天和开展针对性设计，采用增加配重方式将管片上04盾构机掘进中浮力与配重产生的重力保持住动态平衡；掘进上软下硬地层时，采用提高刀盘转速、降低掘进速度、加强沉降监测等方式控制施工；穿越断裂带时，采用预先注浆加固断裂带、优化掘进参数等方式控制风险；掘进岩溶段时，配置超前探测与注浆系统，盾构自行开展超前探测和处置溶洞。在主驱动上装设球铰轴承，确保主驱动具备伸缩与摆动功能，增强对复杂施工环境适应能力，不仅实现长2976米隧道管片错边量控制在2-3毫米，远低于12毫米行业标准，还创造了超大直径盾构掘进3千米与设计线路相差不到1厘米的惊人奇迹。
“在深邃暗黑的城市地下，无须人工决策、手动操作，重达数千吨、长达百米以上的盾构就能通过‘人工智能’在无人驾驶下自动挖掘出一条条地铁、公路、高铁等隧道。”是未来盾构的发展方向，也是全体盾构人的美好梦想。中交天和从事无人掘进盾构研究的吴志洋博士介绍，“很多年前的欧洲人、日本人提出想做这件事，但因难度非常大，需积累巨量数据，并未做成。我们现在有大量的工程实践，也有过硬的技术实力，就可以做这件事了。实现盾构无人化掘进，必须掌握盾构自主巡航技术和管片智能化拼装技术”。中交天和自主研制的地铁隧道用6米级无人掘进盾构及15米级无人化拼装盾构已现场试验成功并取得良好应用效果，预计很快可实现盾构自主掘进、自主拼装一体化，进入盾构掘进无人化智能化的新时代。
（图片由受访者供图）