“领航号”突破万米大关:中国盾构机开启智能建造新纪元,在长江入海口地下89米深处,一台直径15.4米的钢铁巨兽正以每日20米的速度平稳推进,它的刀盘旋转声划破了地下世界的寂静。
12月16日,我国自主研制的世界最大直径高铁盾构机——“领航号”在崇太长江隧道工程中掘进突破10000米大关,距离长江南岸仅剩1000米。这个重约4000吨的庞然大物正在创造世界隧道工程史的奇迹。
崇太长江隧道是上海至南京至合肥高铁的关键控制性工程,全长14.25公里。隧道贯通后,将实现高铁时速350公里穿越长江不减速,崇明至上海宝山站最快仅需17分钟。
世界级工程挑战极限
崇太长江隧道集多项“世界之最”于一身,代表了当前隧道工程技术的最高水平。这条隧道不仅是世界独头掘进距离最长的隧道,达11.325公里,还是世界行车速度最高的水下隧道,设计时速达350公里。
隧道最深处位于长江水下89米,是迄今为止长江最深江底隧道。在如此大水深、高水压环境下进行大直径隧道掘进,世界各国都缺乏先例可循。
“领航号”盾构机总长148米,配备直径达15.4米的全球最大刀盘。这个尺寸相当于五层楼的高度,庞大的体型为其在复杂地质条件下的稳定掘进提供了坚实基础。
此前,在2025年7月17日,“领航号”已创下独头掘进7000米的纪录,而此次突破万米大关,标志着世界范围内15米级大直径盾构机首次实现一次性连续掘进上万米。
智能建造技术突破
“领航号”最引人注目的特点是其高度智能化的操作系统。它集成了世界领先的I-TBM系统,这个被称作“最强大脑”的系统使盾构机具备了“独立思考、智能分析、自主判断”的能力。
该系统突破了盾构仓内压力自适应、云端预测数据自决策、掘进姿态自巡航、环流出渣自调整等多项关键技术,实现了全系统算法控制下的无人化智能掘进常态化应用。
与传统盾构机相比,“领航号”的全系统轮询时间由一分钟大幅降低至300毫秒,大大降低了对主司机的经验依赖,掘进更加高效精准。研究团队还首次将航天器姿态控制技术应用于盾构纠偏,攻克了11公里超长距离轴线漂移难题,使成型精度达到毫米级误差控制。
在施工过程中,智能系统指挥着管片吊运机器人和无人驾驶车辆进行协同作业,形成“前方掘进、中部拼装、后方运输”的全链条智能化作业场景。这种智能施工模式使管片吊运效率较传统人工提升30%,彻底摆脱对人工经验的依赖。
生态保护与工程精度并重
在穿越长江刀鲚保护区时,“领航号”展现了智能化装备的环保优势。2024年4月,当盾构机穿越3.2公里长的刀鲚保护区时,智能感知系统提前40米探明复合地层,自动下调刀盘转速、精准控制推进速度。
通过联动泥水环流系统稳定压力防止泥沙淤积,实现了高效泥水处理、渣土分离和密闭外运,全程达到零污水排放。最终,盾构机在保护区段实现了刀鲚栖息地零扰动,隧道轴线偏差控制在±5毫米之内,完美平衡了工程建设与生态保护的需求。
“领航号”的刀盘涂装也别具匠心,以绿水蓝天为背景,绘有帆船乘风前行的图案。这一设计既与崇明岛生态底色相呼应,也寓意着“领航号”在大盾构领域领航前行的使命。
技术创新引领行业发展
“领航号”的成功应用标志着我国盾构技术从“追赶”到“引领”的历史性跨越。作为隧道工程领域的“大国重器”,中国盾构机的发展经历了技术依赖期、自主突破期,现在进入了创新领跑期。
目前,中国盾构机全球市场占有率已经达到70%,产品远销五大洲40多个国家和地区,超大直径盾构机产业也形成了全产业链产业化发展能力。
“领航号”创下了15米级高铁隧道月掘进718米的世界纪录,这一数据彰显了中国盾构机的高效施工能力。该项目采用的智能建造V2.0技术体系,融合了数字孪生、云计算等先进技术,为未来隧道施工设立了新标杆。
崇太长江隧道作为我国“八纵八横”高速铁路网沿江高铁通道的关键控制性工程,其建设对打造“轨道上的长三角”、服务长江经济带高质量发展具有十分重要的意义。
隧道建成后,将大幅缩短上海、南京、合肥等沿江城市的时空距离,促进长三角地区一体化发展。同时,这一世界级工程也为类似地质条件下的大直径水下隧道建设积累了宝贵经验。
随着“领航号”不断向长江南岸推进,预计在不久的未来将实现全线贯通。这一工程的顺利推进,标志着中国在高端装备制造和隧道智能建造领域已达到国际领先水平,为世界隧道工程建设提供了中国方案。
从刀盘焊接完成到掘进突破万米大关,“领航号”每一步进展都彰显着中国基建的强大实力。当这台钢铁巨兽抵达长江南岸时,中国高铁将迎来又一个里程碑时刻。
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