直徑24米，世界最大直徑豎井掘進(jìn)機(jī)啟用，為崇明高鐵打通最后一關(guān)

當(dāng)?shù)貢r(shí)間1 月 13 日，世界最大直徑豎井掘進(jìn)機(jī) “啟明號(hào)” 在江蘇太倉正式始發(fā)。這臺(tái)開挖直徑 24 米、高 13 米的鋼鐵巨獸，將攻堅(jiān)崇太長(zhǎng)江隧道 2 號(hào)豎井工程。全長(zhǎng) 14.25 千米的崇太長(zhǎng)江隧道建成后，崇明島將終結(jié)不通高鐵的歷史。一臺(tái)掘進(jìn)機(jī)的啟用，背后藏著哪些技術(shù)突破？它又如何推動(dòng)長(zhǎng)三角區(qū)域發(fā)展？

打破壟斷的硬核突圍

我們先從 “啟明號(hào)” 的核心實(shí)力說起。24 米的開挖直徑堪比 8 層樓寬度，最大開挖深度達(dá) 150 米，足以穿透一座小山丘。但這臺(tái)設(shè)備的核心競(jìng)爭(zhēng)力，遠(yuǎn)不止于驚人體量，更在于滿配的自主技術(shù)內(nèi)核。

“啟明號(hào)” 由中鐵隧道局與中鐵裝備聯(lián)合研制，集成掘進(jìn)自適應(yīng)、導(dǎo)向自精控等五大自主技術(shù)。說白了，就是給這臺(tái)鋼鐵巨獸裝上了智能大腦，遇到軟土層，切換可更換鏟齒精準(zhǔn)掘進(jìn)；碰到堅(jiān)硬巖石，啟動(dòng)加強(qiáng)截齒強(qiáng)力咬合，正如項(xiàng)目副經(jīng)理傅博偉所言，實(shí)現(xiàn) “既能啃豆腐，也能咬金剛石” 的靈活適配。

這里要注意一個(gè)關(guān)鍵細(xì)節(jié)。導(dǎo)向自精控技術(shù)配套了機(jī)械式位姿測(cè)量系統(tǒng)，通過物理連接與精準(zhǔn)算法實(shí)時(shí)校準(zhǔn)掘進(jìn)姿態(tài)。之所以這項(xiàng)技術(shù)至關(guān)重要，是因?yàn)槌缣L(zhǎng)江隧道 2 號(hào)豎井距長(zhǎng)江南岸大堤僅 200 米，地下水位高且與長(zhǎng)江水系貫通，水下施工一旦定位偏差，極易引發(fā)透水、涌沙等重大風(fēng)險(xiǎn)，精準(zhǔn)控向是安全施工的核心保障。

傳統(tǒng)施工面對(duì)軟土、卵石、軟巖、硬巖交替的復(fù)雜地質(zhì)，常陷入 “硬巖啃不動(dòng)、軟土抓不住” 的困境，施工人員還需深入漆黑豎井冒險(xiǎn)作業(yè)，效率與安全雙重受限。而 “啟明號(hào)” 實(shí)現(xiàn)有人值守、無人操作模式，達(dá)成井下無人化、井上少人化，工人只需在地面控制室監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)，即可完成全程作業(yè)。

值得一提的是，“啟明號(hào)” 核心部件實(shí)現(xiàn) 100% 國產(chǎn)，齒座設(shè)計(jì)、位姿測(cè)量系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)均為自主研發(fā)，徹底終結(jié)了超大直徑豎井裝備的進(jìn)口依賴。筆者認(rèn)為，這不僅是單臺(tái)設(shè)備的技術(shù)跨越，更標(biāo)志著我國在基建裝備領(lǐng)域掌握了標(biāo)準(zhǔn)制定權(quán)，實(shí)現(xiàn)從 “跟跑” 到 “領(lǐng)跑” 的突圍。

從人海戰(zhàn)術(shù)到無人值守的范式革命

我們接著看施工模式的顛覆性變革。“啟明號(hào)” 搭載參數(shù)自調(diào)整功能，通過傳感器實(shí)時(shí)捕捉施工參數(shù)與設(shè)備狀態(tài)，一旦監(jiān)測(cè)到異常數(shù)據(jù)，便自動(dòng)調(diào)整開挖速度，分級(jí)預(yù)警杜絕設(shè)備 “帶病工作”。

這套系統(tǒng)的核心價(jià)值，在于推動(dòng)施工邏輯從 “事后維修” 轉(zhuǎn)向 “事前預(yù)警”。傳統(tǒng)基建行業(yè)往往要等設(shè)備故障發(fā)生后才停工檢修，如今掘進(jìn)機(jī)如同配備了健康監(jiān)測(cè)手環(huán)，實(shí)時(shí)掌握自身運(yùn)行狀況，從根源上降低故障概率與停工損失。

另外還有一點(diǎn)至關(guān)重要。拼裝自同步技術(shù)實(shí)現(xiàn) “邊挖邊建” 的無縫銜接，開挖作業(yè)同步完成豎井管片拼裝，無需等待開挖全程結(jié)束再回頭做支護(hù)。這項(xiàng)技術(shù)直接讓施工工期縮短 40%，效率提升 3 倍以上，大幅壓縮了超級(jí)工程的建設(shè)周期。

光明網(wǎng) 2025 年 12 月 16 日?qǐng)?bào)道，我國自研世界最大直徑高鐵盾構(gòu)機(jī) “領(lǐng)航號(hào)” 已在長(zhǎng)江水下掘進(jìn)超 1 萬米。待 2 號(hào)豎井建成后，“領(lǐng)航號(hào)” 可在此完成刀具更換、設(shè)備檢修，隨后二次始發(fā)繼續(xù)攻堅(jiān)。

這一協(xié)同模式開創(chuàng)了高鐵豎井掘進(jìn)機(jī)施工的新紀(jì)元，此前超深富水地層工程缺乏成熟方案，如今這套可復(fù)制的技術(shù)路徑，為全國同類工程提供了標(biāo)準(zhǔn)化借鑒。

超級(jí)工程的樞紐紐帶價(jià)值

話說回來，2 號(hào)豎井雖是配套工程，卻承擔(dān)著不可替代的核心作用。我們從它與崇太長(zhǎng)江隧道的關(guān)聯(lián)說起。

崇太長(zhǎng)江隧道連接上海崇明區(qū)與江蘇太倉市，全長(zhǎng) 14.25 千米，是目前建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)最高、掘進(jìn)距離最長(zhǎng)、規(guī)模最大的長(zhǎng)江隧道。隧道建成后，350 公里 / 小時(shí)的高鐵可實(shí)現(xiàn)過江不減速，這一通行效率在以往難以想象。

2 號(hào)豎井相當(dāng)于 “領(lǐng)航號(hào)” 盾構(gòu)機(jī)的專屬檢修驛站。盾構(gòu)機(jī)在水下連續(xù)掘進(jìn)超萬米后，刀具磨損、設(shè)備損耗等問題亟待解決，借助豎井可將盾構(gòu)機(jī)吊裝至地面完成維護(hù)，再下井繼續(xù)掘進(jìn)，保障工程連續(xù)推進(jìn)。

這里要提醒一句，豎井與盾構(gòu)機(jī)的協(xié)同施工，開創(chuàng)了跨裝備、跨工序聯(lián)動(dòng)的新范式。以往各道工序各自為戰(zhàn)，如今形成緊密配合的施工體系，大幅提升了超級(jí)工程的抗風(fēng)險(xiǎn)能力，任一環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題都能快速響應(yīng)調(diào)整。

國家發(fā)改委 2022 年 11 月批復(fù)文件顯示，崇太長(zhǎng)江隧道是滬渝蓉沿江高鐵的關(guān)鍵工程，銜接上海寶山站與合肥南站，串聯(lián) “八縱八橫” 高鐵網(wǎng)。這條隧道并非孤立項(xiàng)目，而是國家高鐵網(wǎng)絡(luò)的重要樞紐，滬渝蓉沿江高鐵上海至南京至合肥段正線全長(zhǎng) 553.762 千米，設(shè)計(jì)時(shí)速 350 千米，隧道貫通后整條線路將實(shí)現(xiàn)全線提速，長(zhǎng)三角城市群的時(shí)空距離進(jìn)一步壓縮。

長(zhǎng)三角一體化的末梢激活引擎

從區(qū)域發(fā)展視角看，崇太長(zhǎng)江隧道的意義遠(yuǎn)超交通工程本身。《長(zhǎng)江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》提出，到 2025 年鐵路網(wǎng)密度達(dá)到 507 公里每萬平方公里，隧道建成后將進(jìn)一步織密長(zhǎng)三角軌道交通網(wǎng)絡(luò)，推動(dòng)基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通。

我們從崇明島的發(fā)展變革說起。作為中國第三大島，崇明島以往往返上海市區(qū)僅能依靠輪渡或大橋，惡劣天氣下常出現(xiàn)通行延誤。高鐵通車后，上海寶山至崇明最快 17 分鐘可達(dá)，上海至太倉通勤時(shí)間縮至 15 分鐘內(nèi)，徹底打破地理阻隔。

長(zhǎng)三角地區(qū)經(jīng)濟(jì)活躍度高，但交通互聯(lián)互通曾是突出痛點(diǎn)，核心城市資源高度集中，邊緣區(qū)域發(fā)展相對(duì)滯后。崇太長(zhǎng)江隧道打通了交通末梢，推動(dòng)核心城市與邊緣區(qū)域的資源再分配，讓崇明島成為長(zhǎng)三角生態(tài)經(jīng)濟(jì)與通勤經(jīng)濟(jì)的雙重節(jié)點(diǎn)，既依托生態(tài)優(yōu)勢(shì)吸引高端產(chǎn)業(yè)與人才，又借助高鐵實(shí)現(xiàn)與上海的同城化發(fā)展，承接產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移和人口疏解。

筆者認(rèn)為，這種末梢激活的引擎作用，將推動(dòng)長(zhǎng)三角區(qū)域?qū)崿F(xiàn)均衡發(fā)展。以往資源過度向上海、南京、杭州等核心城市集聚，如今周邊區(qū)域借助交通升級(jí)獲得發(fā)展新機(jī)遇，企業(yè)物流效率提升、成本降低，跨城通勤的便捷性也讓人們的生活半徑進(jìn)一步擴(kuò)大。

“啟明號(hào)” 的啟用，不僅是單臺(tái)裝備的技術(shù)跨越，更是我國基建行業(yè)從規(guī)模擴(kuò)張向智能高效轉(zhuǎn)型的生動(dòng)縮影。通過技術(shù)自主化破解工程難題，以工程聯(lián)動(dòng)性支撐國家戰(zhàn)略，最終實(shí)現(xiàn)區(qū)域發(fā)展能級(jí)的躍升。

等到崇太長(zhǎng)江隧道全線貫通，高鐵平穩(wěn)穿梭于長(zhǎng)江水下之時(shí)，這臺(tái)鋼鐵巨獸的攻堅(jiān)付出終將被銘記，中國基建的閃亮名片，正是在這樣一次次技術(shù)突破中被不斷擦亮。