“大湾区号”盾构机下线 挑战海底115米高铁建设

近日，“大湾区号”(又名“申江二号”)超大直径泥水平衡盾构机在广东顺德下线。“大湾区码”由中铁隧道局集团与中铁装备联合研制，是为世界上埋深最大、水压最高的深江铁路珠江口隧道建设量身打造的国家级武器。

珠江口隧道的建设有什么特点？施工中可能会遇到哪些困难？需要哪些新技术？记者就此进行了采访。

超长距离跨海盾构隧道

深江铁路正线全长116公里，途经深圳、东莞、广州、中山、江门五个城市。珠江口隧道位于东莞和广州之间的珠江口，是一条单孔双线高速铁路隧道。隧道全长13.69公里，设计时速250公里。建成后，从南沙到东莞只需4分钟。

中铁隧道局集团承建了珠江口隧道难度最大的2标段，其中包括9.1公里海底隧道和南沙工区斜井应急通道。采用“盾构矿山”联合施工方式，“大湾区码”盾构机从南沙万顷沙出发，进入珠江口海底，向东莞进发。

珠江口隧道在该海域的最大埋深为115米，是我国水下隧道的最深记录。水文地质条件极其复杂，周边环境水腐蚀性严重。最大水压1.06mpa，强度超过10个标准大气压，世界最高。申江铁路珠江口隧道也是全线重点控制性工程。

申江铁路需穿越珠江口狮子洋海域。由于复杂的地理环境，制约项目建设的关键因素是采用什么样的方案。

经过长期反复的科学比选，最终由虎门公铁两用大桥改隧道穿越珠江口方案。据中铁隧道有限公司副总经理、总工程师陈会超介绍，与公铁两用桥、独桥方案相比，海底隧道对城市规划、通航、防洪、海洋环境影响较小。在后期运营过程中，对恶劣天气的抵抗力更强，运营维护成本优势明显。

这个国家最重的武器挑战了世界上最好的武器

“大湾区码”盾构机开挖直径13.32米，全长133米，总重约3900吨。整机设计压力为12巴(1巴等于1个标准大气压)。

据陈慧超介绍，盾构机启动后，会遇到液化砂层面积大、软硬段不均匀、近距离侧穿福州大桥、破碎带等复杂地质问题。长距离硬岩开挖将极大考验刀盘的强度和耐磨性。特别是珠江口三组破碎带和六个二级破碎带，岩体硬度不均极为明显，盾构掘进到达破碎带时易出现工作面坍塌、河面冒顶、泥仓内停滞等风险，对盾构机性能、掘进参数控制、隧道预制构件生产装配质量提出了很高的要求。

“盾构近距离穿越涠洲桥，各项指标必须严格控制。在此过程中，要做好实时监控，确保涠洲桥的安全。”陈慧超还表示，饱和粉土和砂层可能发生砂土液化，需要在盾构掘进前加强地质勘探，通过加固措施改善地质。

在大湾区码超大直径泥水平衡盾构机的设计和制造阶段，中铁隧道局和中铁装备集团进行了一系列适应性设计，以满足施工需要

其中特别配备刀距常压复合刀头，提高了刀具在高强度全断面地层下的切削能力；伸缩式主驱动可以实时反馈刀盘的反作用力数据，提高掘进控制能力，在更换刀具时，可以退刀盘，打开刀盘与工作面之间的空间，保证换刀空间；最大压力12bar的主轴承密封系统配有超高压自动补偿系统，可实现12bar超高压施工下传动箱的自动增压；四回路保压系统，利用恒压分段并联控制原理，实现精确快速的压力控制；预留气垫直排系统，具有堵仓延时直排泥水盾构出料，精确控制气垫泥水盾构压力的优点，进一步提高了设备的适用性。

深海隧道技术“试验场”

珠江口隧道超高水压、地质复杂、长距离过海等问题，国内尚无同等条件的工程经验、盾构设备和设计标准可供参考。

据业内专家介绍，珠江口隧道“将在超长海底隧道法、超高水压海域盾构隧道外水压值及接缝防水、深淤泥层大直径盾构欠压起爆、矿山隧道大直径盾构接收及整体拆除等技术方面取得多项突破”。

目前，中铁隧道局集团正在积极部署和开展珠江口隧道建设的一系列技术研究。包括本项目重点探索和破解的世界级关键技术，如：海域环境富水地层盾构始发加固与施工沉降联合控制、超高水压对深海区环境盾构隧道的超前地质预报、超高水压对海域环境土石复合地层盾构刀盘的优化配置和可预测换刀， 海域环境大直径盾构隧道长距离施工超大水压大直径盾构掘进参数设置及动态优化匹配、节能通风降温降噪、海域环境盾构段基岩突出孤岩群断裂带等复杂地质超前处理、海底高速铁路隧道采矿方法机械化配套成套关键技术等。

深江铁路贯穿粤港澳大湾区核心城市群，是国家“八纵八横”高铁网沿海通道的重要组成部分。深江铁路建成后，沿海高铁通道将进一步开通，有助于打造粤港澳大湾区半小时生活圈和经济圈，带动粤东、粤西和珠三角地区协同发展。