中新網(wǎng)山東新聞12月19日電(范少文)東海之濱,晨曦微露。在浙江寧波與舟山群島之間的航道之下,“甬舟號”盾構(gòu)機(jī)正持續(xù)向海中78米推進(jìn)。12月7日,中鐵十四局探索應(yīng)用的國內(nèi)首臺套盾構(gòu)飽和帶壓作業(yè)系統(tǒng),得到錢七虎等院士專家認(rèn)可。該系統(tǒng)填補(bǔ)了中國超長、超深海底隧道建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)空白。
目光向北,黃海膠州灣,世界最長海底道路隧道“海天號”盾構(gòu)機(jī)即將突破3000米大關(guān);向南,珠江口,“深江一號”已深入海平面百米之下,向著海底最深116米沖刺;渤海灣畔,津沽海河隧道盾構(gòu)機(jī)剛剛破土而出,“千里海河高鐵第一隧”取得關(guān)鍵進(jìn)展。
從渤海到黃海,從東海到南海,中國在四大海域的跨海隧道建設(shè)全面提速,勾勒出一幅“地下穿海、貫通南北”的壯闊畫卷。這背后,是以中國鐵建為代表的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)國家隊,以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),錨定“向地下空間進(jìn)軍”戰(zhàn)略方向,構(gòu)建勘察設(shè)計、施工建造、裝備制造及新材料、新技術(shù)全產(chǎn)業(yè)鏈的直接體現(xiàn)。
穿海,是必行之路
“我們雙城生活的小家庭,無比期待甬舟鐵路開通!痹谥凵蕉ê9ぷ鞯姆队盍,自2011年起,便與妻子分隔兩地,駕車往返寧波與舟山,多年“雙城記”寫滿艱辛。他的期盼,是舟山群島數(shù)百萬居民的共同心聲。
我國擁有1.8萬公里大陸海岸線,島嶼星羅棋布,海灣眾多,海洋資源豐富,但一定程度上也影響著區(qū)域連通。
“打通海上通道,不是‘要不要’的問題,而是‘必須干、快點干’的國家工程。”近年來,《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》等頂層設(shè)計均將跨海通道列為優(yōu)先推進(jìn)項目。一張以海底隧道為關(guān)鍵節(jié)點的沿海交通網(wǎng)絡(luò)正加速從藍(lán)圖變?yōu)楝F(xiàn)實。
——在渤海,津濰高鐵津沽海河隧道,將成為連接天津與濰坊的“咽喉”,大幅壓縮環(huán)渤海城市群的時空距離。
——在黃海,青島膠州灣第二隧道,將化身“地下雙向六車道”,助力青島邁向國際綜合交通樞紐。
——在東海,全長逾16公里的金塘海底隧道作為甬舟鐵路控制性工程,建成后舟山至寧波通行時間將縮短至約半小時。
——在南海,深江鐵路珠江口隧道,作為連接深圳與江門的“深海動脈”,正加速粵港澳大灣區(qū)“一小時生活圈”從理想照進(jìn)現(xiàn)實。
連同已建成的南京長江隧道、濟(jì)南黃河隧道等超級工程,共同編織起我國跨江越海的骨干網(wǎng)絡(luò)。
穿海,是極限較量
如果說陸地施工是與“明槍”交鋒,海底掘進(jìn)則如同應(yīng)對“暗箭”。四大海域地質(zhì)構(gòu)造迥異,每前進(jìn)一米,都可能遭遇未知挑戰(zhàn)。
從高空俯瞰,津濰高鐵津沽海河隧道穿越具有千年歷史的“萬畝鹽田”和海河。地層中粉細(xì)砂占比超62%,石英含量高達(dá)66%,如同在“流動的沙盤”中雕刻。更嚴(yán)峻的是,這片古老海域的地層中富含腐蝕離子,是正常地層的160倍,嚴(yán)重影響裝備和工程的長期使用。
“如果說海河隧道是蒙著眼睛在豆腐里雕花,還得保證豆腐不碎。那么在其他海域,面臨的就是億萬年形成的復(fù)雜地質(zhì)!敝需F十四局津濰高鐵隧道現(xiàn)場負(fù)責(zé)人劉志堅表示。
膠州灣下,建設(shè)者面臨的是全斷面硬巖與破碎帶的交替“伏擊”。超過75米的埋深帶來高水壓,對設(shè)備密封與結(jié)構(gòu)強(qiáng)度提出極限要求。東海金塘海域,海底“山脈”起伏,甬舟號盾構(gòu)機(jī)需經(jīng)歷24次軟硬地層變換,如同在反復(fù)切換的“豆腐”與“石頭”間穿行。而珠江口下,水壓高達(dá)1.16兆帕,還要挑戰(zhàn)多條斷裂帶,讓每一米的推進(jìn)都如履薄冰。
在海底施工,除了地質(zhì)環(huán)境的挑戰(zhàn),過程中還面臨著諸多技術(shù)瓶頸。“海底巖石對刀具磨損極其嚴(yán)重,高水壓環(huán)境下如何換刀,是必須解決的問題!敝需F十四局青島膠州灣二隧負(fù)責(zé)人陳爽表示,在長大海底隧道的建設(shè)中,常常會采用“盾構(gòu)+礦山”“盾構(gòu)+盾構(gòu)”這樣的復(fù)合施工方案,盾構(gòu)機(jī)如何在海底實現(xiàn)精準(zhǔn)對接和拆解,都是施工需要跨越的難題。
“每一次技術(shù)攻關(guān),背后都是成百上千次試驗和無數(shù)個不眠之夜!敝需F十四局大盾構(gòu)公司盾構(gòu)掘進(jìn)管理中心主任吳玉禮說,深海之下,沒有退路,只有向前。
穿海,是心中有數(shù)
面對四大海域迥異的地質(zhì)條件,中國鐵建的建設(shè)者們摒棄了單一的施工工法,采用復(fù)合性工法工藝,為每個隧道“量身定制”施工方案。
在渤海,項目團(tuán)隊創(chuàng)新構(gòu)建全方位防腐體系,為盾構(gòu)機(jī)關(guān)鍵部件施加特種防腐涂層等措施,成功抵御3000米“最咸”隧道段的侵蝕。在穿越海河主河道及斷裂帶時,通過采用系列新技術(shù),將地層損失率精準(zhǔn)控制在0.5%以內(nèi)。
在膠州灣,“鉆爆+盾構(gòu)”工法雙管齊下,根據(jù)不同地層特點選擇最合適的施工手段,3臺泥水平衡盾構(gòu)機(jī)如同“海底挖掘機(jī)”,專門應(yīng)對破碎圍巖軟硬不均的地層。而在東海,針對海底換刀難題,項目團(tuán)隊自主研發(fā)出飽和帶壓設(shè)備,創(chuàng)新應(yīng)用飽和帶壓進(jìn)倉作業(yè)技術(shù),實現(xiàn)了這一領(lǐng)域“設(shè)備+技術(shù)”的全面國產(chǎn)自主化。
不僅如此,針對海底對接難題,盾構(gòu)機(jī)也歷經(jīng)針對性設(shè)計。中鐵十四局甬舟鐵路金塘海底隧道負(fù)責(zé)人胡浩說,盾構(gòu)機(jī)設(shè)計了雙層殼體,隧道貫通后,外層殼體留在地層中支護(hù)掌子面,內(nèi)層盾體“原位拆解+洞內(nèi)回拖”,避免了大型設(shè)備進(jìn)入狹小空間的難題,就像在深海中給機(jī)器“做手術(shù)”,還能保證“傷口”不塌。
智能建造技術(shù)的發(fā)展,為海底隧道建設(shè)提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。在中國鐵建的各大海域隧道工程現(xiàn)場,智能裝備和智慧管理系統(tǒng)已成為施工的“標(biāo)配”。
在江蘇南京,由中鐵十四局大盾構(gòu)公司打造的盾構(gòu)智慧管控中心,大屏實時閃爍著來自四大海域的掘進(jìn)數(shù)據(jù)。每天,數(shù)以萬計的施工數(shù)據(jù)從四面八方匯聚而來,一旦識別到異常參數(shù),中心便自動分級預(yù)警,為千里之外的掘進(jìn)作業(yè)提供快速、精準(zhǔn)的指導(dǎo)。截至目前該中心已累計管控設(shè)備150余臺,數(shù)據(jù)采集超10億條,實時處理各類預(yù)警,為盾構(gòu)施工筑起“數(shù)字防線”。
曾幾何時,大型盾構(gòu)機(jī)的“心臟”——主軸承,是卡住中國隧道建設(shè)脖子的“鎖喉之痛”。如今,中國鐵建生產(chǎn)的直徑8.61米的國產(chǎn)主軸承已成功問世,性能比肩國際頂尖水平。
從整機(jī)依賴進(jìn)口到全產(chǎn)業(yè)鏈自主可控,中國隧道建造技術(shù)完成了歷史性轉(zhuǎn)身。隨著四大海域關(guān)鍵技術(shù)的逐一攻克,中國向地球深部進(jìn)軍的步伐愈發(fā)穩(wěn)健。
“我們將繼續(xù)深化智能建造技術(shù)的應(yīng)用,推動盾構(gòu)機(jī)等裝備向更加智能化、大型化、專業(yè)化的方向發(fā)展,進(jìn)一步提升核心技術(shù)的自主化水平!敝需F十四局大盾構(gòu)專家陳健說。
從江河到四海,從技術(shù)引進(jìn)到全球輸出,隨著盾構(gòu)施工全產(chǎn)業(yè)鏈體系的不斷完善,下一站,更深、更遠(yuǎn)的海底隧道,正等待著中國建設(shè)者作答。(完)
