甬舟铁路金塘海底隧道宁波侧掘进突破 4000 米,"深海空间站" 创纪录
近日,在甬舟铁路金塘海底隧道宁波侧施工现场,国产超大直径盾构机 "甬舟号" 成功掘进突破 4000 米,标志着宁波侧掘进任务距离海中对接点已不足千米,项目建设取得了关键性阶段性成果。这一突破的背后,是多项国产核心技术的创新应用,展现了中国海底隧道建设的硬核实力。
金塘海底隧道是甬舟铁路全线控制性工程,西起宁波北仑,东至舟山金塘,全长 16.18 公里,是目前世界最长、地质条件最复杂的海底高铁隧道。宁波侧盾构区间长 4940 米,最深点位于海底 92 米,需经历 24 次软硬地层交替变换,"上软下硬" 的工况堪称 "头顶豆腐、脚踩钢铁"。16.18 公里的全长,使金塘海底隧道成为世界最长的海底高铁隧道;92 米的最大埋深,意味着盾构机要承受超过 9 个大气压的超高水压;24 次软硬地层交替变换,则让盾构掘进面临频繁的地质变化,需要不断调整掘进参数。"上软下硬" 的复合地层是盾构施工的世界性难题,上层软弱地层容易坍塌,下层硬岩则磨损刀具,对盾构机性能和施工技术都是极大考验。
为啃下这块 "硬骨头",项目团队量身打造 "甬舟号" 盾构机,并联合交通运输部上海打捞局历时三年,将深海饱和潜水技术与盾构施工跨界融合,自主研发了国产首台盾构饱和带压作业设备 "深海空间站",核心系统全部国产自研,先后完成海底 75 米、80 米换刀任务,创造了中国人盾构带压进仓最高压力纪录。在超高水压环境下,盾构机刀具磨损后需要人员进入刀盘前方进行更换,这就是带压进仓作业。水深越大,水压越高,对作业人员的身体要求和设备要求就越高。传统的带压进仓作业深度有限,无法满足金塘海底隧道 92 米水深的需求。"深海空间站" 将深海饱和潜水技术引入盾构施工,作业人员在高压环境下可以长时间工作,大幅提升了换刀效率和安全性。75 米、80 米的换刀深度,创造了中国人盾构带压进仓的最高压力纪录,标志着我国在这一领域达到了世界领先水平。
"为了应对宁波侧这种超高水土压力下频繁的带压进仓换刀作业,我们也是在国内首创了第一台套盾构施工领域应用的饱和带压进仓作业设备。" 据项目相关负责人介绍,这套设备对于超大埋深跨海隧道的高压进仓做了更有力的技术储备,为早日实现两台盾构机的海底对接打下了更好的基础。"深海空间站" 的成功研发和应用,不仅解决了金塘海底隧道的施工难题,也为我国未来更多超大埋深跨海隧道的建设提供了技术储备和工程经验,具有重要的推广价值。
同时,"甬舟号" 还搭载了国内首个获得国家级权威认证的盾构垂域大模型 "深远大模型",通过实时分析掘进数据,将传统的风险 "被动应对" 转变为 "主动预控"。传统盾构施工主要依靠操作人员的经验来判断和应对风险,属于 "被动应对",往往风险发生后才能采取措施。"深远大模型" 通过人工智能技术实时分析掘进参数、地质数据等信息,可以提前预判风险,主动调整施工参数,实现 "主动预控"。这一创新应用,大幅提升了盾构施工的智能化水平和安全性。截至目前,"甬舟号" 已安全穿越各级风险源 43 处,累计更换刀具超 3000 把。43 处风险源的安全穿越和 3000 多把刀具的更换,充分说明了施工过程的复杂性和艰巨性,也验证了各项技术创新的有效性。
甬舟铁路建成后,将结束舟山不通铁路的历史。届时,宁波到舟山坐高铁最快仅需 26 分钟,杭州到舟山最快 77 分钟即可抵达,甬舟同城化发展将迈入快车道。舟山是我国第一个以群岛建制的地级市,长期以来与大陆的联系主要依靠跨海大桥和轮渡,没有铁路。甬舟铁路的建成,将彻底改变这一局面,让舟山接入全国高铁网,极大促进舟山的经济社会发展和旅游资源开发。
金塘海底隧道宁波侧掘进突破 4000 米,距离海中对接点不足千米,意味着两台盾构机的 "海底会师" 越来越近。随着工程的稳步推进,这条世界最长的海底高铁隧道即将迎来全线贯通,为甬舟铁路的建成通车奠定坚实基础。
参考来源:潮新闻
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