智啟新程·新春走基層 | 向著江的對(duì)岸，掘進(jìn)

崇明島畔，滾滾長(zhǎng)江波瀾壯闊；深邃江底，隨著我國(guó)自主研制的世界最大直徑高鐵盾構(gòu)機(jī)——“領(lǐng)航號(hào)”的奮勇掘進(jìn)，一條連接崇明島與江蘇太倉(cāng)的“彩虹大道”正徐徐鋪展，這便是崇太長(zhǎng)江隧道。

崇太長(zhǎng)江隧道 攝影 郭莎莎/人民畫(huà)報(bào)

崇太長(zhǎng)江隧道是我國(guó)首條設(shè)計(jì)時(shí)速350公里的高鐵過(guò)江隧道，由中鐵隧道局施工建設(shè)。隧道建成后，將首次實(shí)現(xiàn)高鐵過(guò)江不減速，結(jié)束崇明島不通高鐵的歷史。

臨近春節(jié)，在人民畫(huà)報(bào)社和國(guó)務(wù)院國(guó)資委新聞中心聯(lián)合開(kāi)展的“開(kāi)局‘十五五’ 奮企穩(wěn)經(jīng)濟(jì)”暨新春走基層報(bào)道中，記者走進(jìn)江底深處，了解這條江底“彩虹大道”的挖掘歷程。

“鋼鐵巨擘” 本領(lǐng)高強(qiáng)

崇太長(zhǎng)江隧道是我國(guó)“八縱八橫”沿江高鐵通道核心節(jié)點(diǎn)，全長(zhǎng)14.25千米，其中盾構(gòu)段13.25千米，采用15.4米超大直徑泥水平衡盾構(gòu)——由中鐵隧道局聯(lián)合中鐵裝備打造的“領(lǐng)航號(hào)”獨(dú)頭掘進(jìn)11.325公里穿越長(zhǎng)江。在中鐵隧道局崇太長(zhǎng)江隧道項(xiàng)目生產(chǎn)副經(jīng)理劉建平眼里，這項(xiàng)工程是“集‘長(zhǎng)（獨(dú)頭掘進(jìn)距離最長(zhǎng)——11.325千米）、大（刀盤(pán)直徑最大——15.4米）、高（水下行車速度最高——350千米/小時(shí)）、深（長(zhǎng)江水下最深——89米）’于一體的世界級(jí)高鐵越江工程”，其難度無(wú)異于“在流動(dòng)的絲綢上繡花”。

“領(lǐng)航號(hào)”盾構(gòu)機(jī) 攝影 陳建/人民畫(huà)報(bào)

“領(lǐng)航號(hào)”盾構(gòu)機(jī) 攝影 陳建/人民畫(huà)報(bào)

崇太長(zhǎng)江隧道是目前世界鐵路隧道獨(dú)頭掘進(jìn)距離最長(zhǎng)的越江隧道，“領(lǐng)航號(hào)”盾構(gòu)機(jī)從上海崇明3號(hào)井始發(fā)，要獨(dú)頭掘進(jìn)11325米才能抵達(dá)2號(hào)豎井，這遠(yuǎn)超常規(guī)盾構(gòu)機(jī)10千米的連續(xù)掘進(jìn)極限。這就對(duì)“領(lǐng)航號(hào)”主軸承、刀盤(pán)及尾刷等關(guān)鍵部件的耐磨性提出了非常高的要求。

挖掘隧道的同時(shí)，“領(lǐng)航號(hào)”盾構(gòu)機(jī)可以同步進(jìn)行盾構(gòu)管片安裝。攝影 陳建/人民畫(huà)報(bào)

“領(lǐng)航號(hào)”盾構(gòu)機(jī)上，工作人員正在作業(yè)。攝影 陳建/人民畫(huà)報(bào)

“領(lǐng)航號(hào)”盾構(gòu)機(jī)上，工作人員正在對(duì)已經(jīng)拼裝好的管片進(jìn)行螺栓緊固。攝影 郭莎莎/人民畫(huà)報(bào)

長(zhǎng)江水下的“超高水壓”是“領(lǐng)航號(hào)”在掘進(jìn)過(guò)程中不可避免的特殊環(huán)境。中鐵隧道局崇太長(zhǎng)江隧道項(xiàng)目設(shè)備副經(jīng)理王燚告訴記者，施工過(guò)程中的最大難點(diǎn)是在隧道通過(guò)江底最深處，也就是距江面89米的位置時(shí)。這時(shí)候水壓最高，對(duì)主驅(qū)動(dòng)以及盾尾密封乃至盾構(gòu)機(jī)整機(jī)的能力挑戰(zhàn)也最大。

“領(lǐng)航號(hào)”已安全順利地穿過(guò)隧道長(zhǎng)江水下最深處。攝影 郭莎莎/人民畫(huà)報(bào)

為了解決這些施工難點(diǎn)，在“領(lǐng)航號(hào)”設(shè)計(jì)之初，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)便聯(lián)合中鐵隧道局國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等單位，分析成千上萬(wàn)組地質(zhì)數(shù)據(jù)，為“領(lǐng)航號(hào)”整個(gè)設(shè)備各個(gè)關(guān)鍵系統(tǒng)都預(yù)留了足夠的余量。“比如，施工中‘領(lǐng)航號(hào)’需獨(dú)頭掘進(jìn) 11.325 公里，我們?cè)谠O(shè)計(jì)之初便按獨(dú)頭掘進(jìn)15公里的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)；主軸承在水壓最深處需承受10公斤壓力，設(shè)計(jì)時(shí)則將其承壓能力提升至12公斤以上。”劉建平介紹道。

劉建平正在檢查隧道管片的狀態(tài)。攝影 郭莎莎/人民畫(huà)報(bào)

而保持“領(lǐng)航號(hào)”性能的穩(wěn)定，更離不開(kāi)工作人員的精心維護(hù)。“我們從制度制定、工作清單的梳理、現(xiàn)場(chǎng)的跟蹤落實(shí)和分級(jí)監(jiān)督等幾個(gè)方面入手，真正把保養(yǎng)工作做扎實(shí)，可以說(shuō)，我們對(duì)待這臺(tái)設(shè)備，就像對(duì)待家人一樣。”王燚說(shuō)道。

此外，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還聯(lián)合相關(guān)單位，自主研發(fā)“智能掘進(jìn)控制系統(tǒng)”，配備集智能掘進(jìn)、同步推拼、智能拼裝、超前地質(zhì)預(yù)報(bào)、泥水倉(cāng)可視化、盾尾密封安全預(yù)警、設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)等智能系統(tǒng)，并成功應(yīng)用在“領(lǐng)航號(hào)”上。

通過(guò)盾構(gòu)隧道智能建造管控平臺(tái)，工作人員可以在地面實(shí)時(shí)監(jiān)控“領(lǐng)航號(hào)”的相關(guān)數(shù)據(jù)及掘進(jìn)距離。攝影 郭莎莎/人民畫(huà)報(bào)

隨著智能化的提升，系統(tǒng)軟硬件也更加復(fù)雜，這對(duì)操作人員的學(xué)習(xí)能力提出了更高的要求。“領(lǐng)航號(hào)”核心操作團(tuán)隊(duì)是4名盾構(gòu)司機(jī)，和傳統(tǒng)挖掘不同，司機(jī)的核心工作是把操作經(jīng)驗(yàn)反饋給智能掘進(jìn)系統(tǒng)，同時(shí)負(fù)責(zé)狀態(tài)監(jiān)控和應(yīng)急情況下的接管，剩下的由系統(tǒng)完全自主操作。因此，操作人員不僅要熟悉盾構(gòu)機(jī)的工作原理和各項(xiàng)機(jī)能、掌握機(jī)電液所有相關(guān)知識(shí)，更要熟悉掌握智能系統(tǒng)的操作應(yīng)用。

王燚向記者介紹崇太長(zhǎng)江隧道相關(guān)情況。攝影 郭莎莎/人民畫(huà)報(bào)

中鐵隧道局崇太長(zhǎng)江隧道項(xiàng)目工作人員 攝影 陳建/人民畫(huà)報(bào)

如今，在“毫米級(jí)”的精確控制下，“領(lǐng)航號(hào)”掘進(jìn)里程已經(jīng)突破11公里，安全穿越了各重大風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，創(chuàng)下單日28米、月度718米的掘進(jìn)紀(jì)錄。

豎井掘進(jìn) 創(chuàng)世界紀(jì)錄

當(dāng)“領(lǐng)航號(hào)”穿過(guò)茫茫江底，需要抵達(dá)一口“接收井”內(nèi)進(jìn)行檢修、保養(yǎng)和升級(jí)，保障設(shè)備持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。這個(gè)“接收井”便是位于長(zhǎng)江南岸太倉(cāng)浮橋鎮(zhèn)灘涂上的2號(hào)豎井，它相當(dāng)于“領(lǐng)航號(hào)”的“休息站”和“服務(wù)區(qū)”。因此，2號(hào)豎井不是“可選項(xiàng)”，是必須按期完成的“生命線”。

傳統(tǒng)方法建造接收井風(fēng)險(xiǎn)大、工期長(zhǎng)。為了攻克這個(gè)難題，中鐵工程裝備集團(tuán)有限公司與中鐵隧道局集團(tuán)有限公司決定聯(lián)合研制一臺(tái)能智能掘進(jìn)、安全性高的豎井掘進(jìn)機(jī)。因此，世界最大直徑豎井掘進(jìn)機(jī)——“啟明號(hào)”應(yīng)運(yùn)而生。

崇太長(zhǎng)江隧道2號(hào)豎井施工現(xiàn)場(chǎng)，露出水面的“啟明號(hào)”。攝影 陳建/人民畫(huà)報(bào)

中鐵隧道局崇太長(zhǎng)江隧道項(xiàng)目副經(jīng)理傅博偉向記者介紹了“啟明號(hào)”身上的諸多“科技亮點(diǎn)”：“‘啟明號(hào)’的開(kāi)挖直徑達(dá)24米，最大開(kāi)挖深度75米，可承受8bar水壓。它身上搭載了多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，具備自主下沉、導(dǎo)向、環(huán)控與感知控制能力，可實(shí)現(xiàn)‘有人值守、無(wú)人操作’的智能掘進(jìn)與襯砌同步拼裝。”

有人值守、無(wú)人操作”是“啟明號(hào)”智能化掘進(jìn)的體現(xiàn)。傳統(tǒng)豎井掘進(jìn)面臨“看不見(jiàn)、摸不著、測(cè)不準(zhǔn)、控不住”的困境。研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)融合高精度傳感系統(tǒng)、智能姿態(tài)調(diào)控技術(shù)和實(shí)時(shí)沉降協(xié)同控制技術(shù)，為“啟明號(hào)”構(gòu)建了一套具備自主感知與決策能力的“智能掘進(jìn)系統(tǒng)”，最終實(shí)現(xiàn)了地面監(jiān)控、井下自動(dòng)作業(yè)的“有人值守、無(wú)人操作”模式，不僅徹底避免了人員在高壓高危環(huán)境下的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)，也大幅提升了施工精度與效率。

工作人員正在對(duì)“啟明號(hào)”進(jìn)行拆機(jī)作業(yè)。攝影 陳建/人民畫(huà)報(bào)

然而，在掘進(jìn)過(guò)程中，井內(nèi)情況復(fù)雜，充滿著未知數(shù)。掘進(jìn)中曾經(jīng)有地下位置硬物卡滯截割滾筒的情況發(fā)生。面對(duì)突發(fā)狀況，團(tuán)隊(duì)臨危不亂，第一時(shí)間進(jìn)行匯報(bào)，并兩次提升主機(jī)檢修更改程序，最終實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)速度不降反增。

2026年1月13日，“啟明號(hào)”順利始發(fā)；1月30日，2號(hào)豎井順利貫通，“啟明號(hào)”也實(shí)現(xiàn)了當(dāng)月始發(fā)、當(dāng)月完成掘進(jìn)任務(wù)（56.08米）的目標(biāo)，創(chuàng)造了高鐵豎井掘進(jìn)機(jī)直徑最大、速度最快的新紀(jì)錄。“這背后離不開(kāi)我們這支平均年齡不到28歲的青年隊(duì)伍——中國(guó)中鐵隧道局‘江海先鋒’青年突擊隊(duì)的拼搏與努力。我們的目標(biāo)是掘出‘中國(guó)速度’！”傅博偉說(shuō)道。

“啟明號(hào)”工作人員 攝影 郭莎莎/人民畫(huà)報(bào)

2號(hào)豎井的順利貫通，同時(shí)也為崇太長(zhǎng)江隧道“領(lǐng)航號(hào)”盾構(gòu)機(jī)的接收、二次始發(fā)及全隧貫通奠定基礎(chǔ)。

攝影 | 陳建 郭莎莎

撰文 | 曹夢(mèng)玥