大盾构技术再突破，南京建宁西路过江通道全速掘进

交汇点讯 12月，冬日暖阳。在南京建宁西路过江通道工程现场，“创新号”盾构机内一片繁忙景象——戴上安全帽，走数十级台阶下井，再乘摆渡车深入正在掘进的隧道深处，比5层楼还高的大盾构机豁然呈现在眼前，规律的轰鸣声嗡嗡作响。“听到这样的声音，我们就安心了，说明盾构机正在全速掘进，一切运行正常。”建宁西路过江通道A1标项目机电部部长盛正杨说。

建宁西路过江通道又被称为南京长江大桥的“姊妹通道”，两者距离仅2400米。因此，自立项起，建宁西路过江通道就肩负着分流长江大桥交通压力、缓解长久以来过江拥堵难题的重任。据了解，该工程起于江北大道，沿兴浦路向南跨越津浦铁路，穿越长江、建宁路，止于金川河西路，路线全长8.4公里。隧道设计为双向6车道，日通行车辆9万辆，是长江大桥汽车日通行量的2至3倍。

如此宽的车道穿越江底，必然需要如蛟龙潜行的大直径盾构机来进行隧道掘进。此前，中铁十四局的大盾构机已在南京长江隧道、南京地铁10号线过江隧道、苏通GIL综合管廊过江隧道、南京五桥夹江隧道、和燕路过江隧道等多个重大工程中大显身手，在公路隧道、轨道交通、电力隧道等多领域积累了丰富的施工经验。但是这次，大盾构机又遇到了新的挑战。

据了解，建宁西路过江通道工程是目前国内施工难度与技术要求最高的过江通道工程之一。为什么这么说？

盛正杨指着工程图分析道，工程穿越地层复杂多变，其中长江江北段以粉砂层为主，江中段为上软下硬、断层破碎带等复合地层，江南段以粉质黏土夹粉砂层为主，地质强度差异大，隧道埋深大、水压高，施工风险极高。

以中铁十四局大盾构公司承建的左线盾构隧道来说，其长约2349米，大盾构机要先后穿越始发浅覆土、DN1400水厂主取水管道、北岸大堤、江底浅覆土层、上软下硬圆砾层、硬岩层、液化地层、断裂破碎带，再切削南岸大堤抗滑桩，还要下穿地铁5号线建宁路站，同时侧穿文物建筑及居民社区。“特别是盾构机即将穿越的770米长复合地层，其中断裂破碎带裂隙极度发育，岩层上软下硬，石英含量超80%，最大岩层单轴抗压强度高达125MPa，盾构难度极大。”盛正杨说。

解决困难的过程就是创新的过程。针对复杂地质难题，中铁十四局在钱七虎院士为组长的专家团队指导下，对盾构机进行了针对性研究和创新性设计，量身打造出最佳配置的“创新号”盾构机。其总长155米，总重4800吨，刀盘开挖直径15.07米；主驱动核心由16个变频电机组成，总功率达5600千瓦；推进系统共有28组油缸，最大推力为216604千牛，为目前世界上配置最先进的泥水平衡盾构机之一。

刀盘是盾构机的工作核心。“创新号”盾构机的刀盘具备常压换刀及滚齿互换功能。巨大的红色圆形刀盘上共配备226把刀，其中可进行常压更换的刀具为90把，实现了对刀盘开挖轨迹的“全覆盖”。为了增强滚刀在硬岩地层中的破岩效率，刀盘正面滚刀刀间距由常规的100毫米缩减至90毫米。为防止掘进过程中大块石头进入舱内，刀盘限径尺寸由原直径860毫米减小至直径600毫米。

“创新号”在设计上还进行了一系列优化：针对断裂带碎石地质，为防止排浆泵被碎石堵塞，减小了吸浆口格栅开口尺寸；为方便工作人员带压进仓，增加了舱门的数量，气垫舱和开挖舱内均设置有摄像头及照明设备，可以实时观察气垫舱和开挖舱内的状态，同时配有清洗功能……

高科技带来高效率。如今的大盾构机，在数字技术等新技术的加持下如虎添翼。盛正杨告诉记者，在即将进入最复杂地层的时候，“创新号”的刀盘上还将配备DCIM系统用于监控滚刀旋转，其每把刀的刀筒上将安装传感器，通过一系列技术分析来判断刀具是否正常旋转，再实时反馈到操作室。“一个刀盘上那么多把刀，你不知道哪一把坏了。以前为了找出损坏的刀具，需要停机五到六天出刀换刀，使用DCIM系统后，停机时间只需要一天，大大提高了工程效率。”

传感器还应用在盾构机油脂消耗量的测量上。当盾构机稳定掘进时，需要测算油脂的消耗量，以前都是人工用尺子测量后再进行计算；现在有了绳式液位传感器，随着盖板的下降，传感器自动测量出高度，再由计算机直接算出油脂消耗量。而为了实时监控盾构机内的液压油、齿轮油等油品是否被污染，“创新号”还配置了一套实时监控系统，用于监控油品油样的状态。

争分夺秒、全力以赴，大盾构正向着更安全、更环保、更高科技挺进。从8月15日始发掘进至今，“创新号”盾构机已满负荷工作120个日夜，掘进424环（848米）。预计2025年建宁西路过江通道将建成通车，届时自江北到江南建宁路仅需6分钟，从而实现江北新区与江南主城区的高效连接。

新华日报·交汇点记者 蔡姝雯 通讯员 刘福昌

编辑: 谢诗涵