高铁“潜行” 绘就万里长江交通新奇景

9月的重庆，秋意渐浓，但渝中区地下120米深处的施工现场一片火热。

9月25日，随着“长江号”盾构机破洞而出，由中铁十四局承建的渝厦高铁重庆菜园坝长江铁路隧道盾构段历时27个月掘进，迎来胜利贯通，标志着“万里长江高铁第一隧”取得重大突破。

面对高水压、复杂地质和毫米级沉降控制的极限挑战，建设者聚力攻坚，创新突破，创造“国内首条穿长江高铁盾构隧道”与“国内首条大直径盾构洞内全流程作业高铁隧道”两项纪录，在万里长江上绘就“引高铁穿江进城”的交通新奇景。

盾构法穿江：破解高铁进城难题

渝中区是重庆“母城”，林立的高楼与错落的老建筑交错相织。而在这片繁华城区深处，一场穿越长江的惊天壮举正悄然迎来最后的重要时刻——

建设者们紧张蹲守、各司其职，推进“长江号”进行最后一环掘进施工，直至直径达12.66米的巨大刀盘向前顶进、破土而出……为这一天，他们已鏖战了两年多时间。

重庆是“山城”也是“江城”，穿山跨江的交通线路一直是建设的“重头戏”，从早期轮渡过江、索道过江，到如今桥梁跨江而过、地铁穿江而行，正勾勒出壮阔的立体交通网。

而建设穿越长江的高铁隧道，对重庆来说是第一次，在万里长江上也是首次，难度也可想而知。

作为渝厦高铁全线关键控制性工程，重庆菜园坝长江铁路隧道全长11942米，为单洞双线高速铁路隧道，跨越重庆市渝中区与南岸区。

隧道施工穿越“山、城、江、水”四种复杂环境，而穿过长江天堑是最大的“拦路虎”。

最开始曾考虑桥梁跨江方案。但桥梁穿城，拆迁量大、投资高、对城市环境影响显著而被放弃。

经过综合比选，也得益于多年来国内大直径盾构和水下隧道施工技术的成熟和发展，以盾构法下穿长江最终被选中，但也增加了技术难度。

隧道盾构段全长3845米，穿越长江主航道虽然只有1282米，但泥岩砂岩反复变化、节理裂隙带多、最小覆岩厚度仅10米……

中铁十四局项目盾构负责人吴君才介绍，“穿江”的难度在于高深度带来的强水压，最大水压达到9.3巴，相当于一个指甲盖面积支撑起一个重9.3公斤的小孩，稍有不慎，就面临隧道变形甚至垮塌的风险。

攻坚穿江难题：“长江号”盾构机显身手

要在水下安全高效穿越长江，大直径盾构机，必不可少。但盾构机是“定制化产品”，每一台盾构机都需要结合工程特点进行针对性设计。

为此，在“万里长江”之下穿江经验丰富的中铁十四局，早在2022年便着手，量身定制了“长江号”盾构机。

吴君才表示：“面对如此复杂的地质条件和极高的安全要求，我们为‘长江号’配备了多项先进装置和技术。”

“长江号”盾构机刀盘直径12.66米，总长142米，总重量约3500吨。这台“巨无霸”装备了开挖仓高精度气液压力平衡控制、高强度盾尾刷、高压冲刷系统、带压重型刀盘、有害气体自动化监测等先进装置，配备多类型滚刀、刮刀等共计239把，让“钢铁巨牙”在复杂地层里啃得动。

2023年6月16日，“长江号”在南岸区南山149米深的洞室内始发。没想到的是，刚开始掘进不久，就卡了壳。

项目隧道主管畅毅阳回忆说：“掘进初期，山底下岩层强度远超预期，刀具磨损严重。每30环就需换一次刀，频繁停机换刀直接导致日均掘进仅2环（4米），效率极低”。

而经过调研发现，市场上还没有适合重庆地质条件的刀具。项目团队决定优化改造新的刀具——针对常规的镶齿滚刀，对合金齿进行升级，进行陶瓷耐磨焊接，提高硬度，并增加其长度。果然，掘进效率提升到每日5环（10米）。

穿江段呈“V”字形布局，地势高差导致水锤效应显著，停机时瞬时压力给泥浆管路带来爆管风险。一旦管子破裂，泥浆可能倒灌进“长江号”的“身体”里，损坏设备。这成为项目团队面临的一个棘手难题。

项目团队在台车尾部创新设置半弧形应急防洪板与气动紧急泄压阀，实现30秒内快速封堵与一键泄压，为设备安全加上“双保险”。

而在长江下掘进，隧道顶部覆土埋深和江水水深时刻在变化，且江水压力最大能达到9.3巴，一旦“长江号”前方的开挖仓压力没控制好，江水和泥沙就有可能涌进盾构机内部的风险。

这时“长江号”配备的“开挖仓高精度气液压力平衡控制系统”起到关键作用。通过这个系统可以精准调节气垫仓压力，保证和开挖仓的压力平衡。就像给它装了一个“智能调压阀”——能精准到0.1巴的压力调节，比家中燃气灶开关调火还精细。

盾构机掘进只能前进，不能像开车一样倒退，也不能有急转和起伏，每一步都需要精准调控。

项目测量主管王飞坤介绍，他们创新应用隧道轴线精准控制技术、盾构智能管控技术，实现精准导航与“云端”多方协同管理，实时掌握盾构机运行状态、周边环境变化等，并形成自动预警机制，最终以毫米级精度穿越高速公路、文物建筑、长江航道、轨道交通、高层楼群等16处风险源，顺利实现贯通。

洞内全流程作业：开创国内同类工程先河

120米深的洞室内，“长江号”的接收工作正在火热进行。此时，这条“钢铁巨龙”凯旋归来，再展新颜。

由于重庆“两岸高、江面低”的特殊地理环境，“长江号”盾构机的始发和接收，不同于以往工程，上万个零部件的组装和拆解都需在有限空间的洞室内完成。

这也成为国内首个在洞内完成盾构机组装、始发、接收、拆解全流程作业的大盾构隧道工程，国内外均无成熟经验可借鉴。

项目加强自主创新，提前对盾构机零部件组装所需空间、吊装设备作业范围等进行精准模拟、计算，在国内首创“上部拱盖复合式衬砌+下部边墙锚杆挡墙叠合二衬结构”的洞室结构设计，最终攻克了3500吨级大直径盾构机在洞内精准组装、始发等难题，开创国内施工先例。

如今，“长江号”在扩大洞室内接收，贯通后将紧张推进盾构机洞内拆解等任务，还面临洞内桥吊拆解运输工序繁琐等难题，且盾构机拆解后构件需通过狭小通道运出，还需避免损坏已成型隧道结构。

吴君才说，项目已制定专项拆解方案与应急预案，对超宽超高超重部件洞内拆卸和大坡度斜井运输进行精细调控，确保拆解精度和效率，全力冲刺隧道全线如期贯通。

隧道全线建成后，将实现重庆站与重庆东站快捷贯通，重庆站由尽头式火车站变为贯通式火车站，使渝厦高铁在中心城区的重庆站与成渝高铁贯通，形成厦长渝蓉、沿江高铁大通道。

在这场穿江征途中，建设者一路攻坚闯关，也取得了丰硕的创新成果，在核心期刊和行业期刊发表论文10余篇，申报国家级专利6项，包括发明专利4项，实用新型专利2项，申报省级工法5项，同时推广20余项“微创新”，为国内穿江、穿城、穿山等复杂条件下的大盾构隧道施工积累了又一成功实践经验。