穿越山海，链接甬舟

本文转自：钱江晚报

世界最长海底高铁隧道工程启动

穿越山海，链接甬舟

世界最长海底高铁隧道工程启动

穿越山海，链接甬舟

5月16日上午，新建宁波至舟山铁路（以下简称甬舟铁路）全线控制性工程，世界最长海底高铁隧道——金塘海底隧道在宁波和舟山两侧同时开始相向盾构掘进。

这条位于我省的海底高铁隧道，建成后全长16.18公里，其中盾构段长11.21公里，是目前世界上最长、地质条件最复杂、建设难度最大的海底高铁隧道。

到时，世界隧道的排行榜又要刷新了。这张榜单上，中国拥有世界最长的公路螺旋隧道、海拔最高的高铁隧道、最大直径的单管双层隧道……

就在4月底召开的2024年世界隧道大会上，国际隧道与地下空间协会发布了“过去50年具有全球影响力的50个隧道工程”，中国有9个项目成功入选，数量最多、占比最高——

有被国外地质学家认定为“施工禁区”的成昆铁路沙马拉达隧道，海拔2200多米；

有中国第一条通车的超长双线电气化铁路隧道大瑶山隧道，全长14.295公里，引领我国隧道建设实现全体系跨越突破；

有西康铁路秦岭隧道，标志着我国隧道建设进入盾构/TBM工厂化施工阶段；

有港珠澳大桥沉管隧道，这是世界最长的公路沉管隧道和唯一的深埋沉管隧道，也是我国第一条外海沉管隧道，被称为交通工程中的珠穆朗玛峰。

……

1990年至今，34年间，中国隧道建设规模增长了24倍，建设里程超过世界总量的一半。

钻山过岭，穿江越海。今天的中国，已建成超过5万公里的铁路、公路隧道，打通“咽喉要道”，形成了全球最大的高速铁路网、高速公路网。

中国的隧道施工理念、施工工法已达到世界领先水平，特别是以大盾构为代表的隧道施工设备已全部国产化，并完成了穿江越洋、高原深埋的极限技术挑战，进入完全自主创新阶段，向全自动化、智能化的更高阶段进军。

隧道的延伸，是一部中国人不怕苦不怕牺牲的精神史，也是一部中国高新技术的发展史。

从世界范围看，建隧道的历史开始得很早。考古发现最早的隧道，是公元前2180～前2160年古巴比伦修建的一条长约 900米的人行隧道，穿越幼发拉底河，从王宫到朱庇特庙。

近代，隧道的建造甚至还早于铁路。

1807年，英国就开始修建穿越泰晤士河的水下人行隧道，但开挖时因无法克服泥水涌入隧道，于1808年被迫停工。

1814年，英国人乔治·斯蒂芬森制造出了第一台蒸汽机车。

时间到了1825年，乔治·斯蒂芬森驾驶着与别人合作设计制造的“旅行者号”蒸汽机车在铁路上试车成功。也在同一年，穿越泰晤士河的水下人行隧道采用了盾构法重新施工。1843年，这条隧道建成，后来被改建为水下铁路隧道。

从此，世界范围内的隧道建设便如桥梁一般，成为铁路、公路线不可或缺的部分。欧洲大陆相继出现了多条穿越阿尔卑斯山脉的铁路隧道。

在世界十大隧道榜单上，最值得说的莫过于英法海底隧道。这条长51公里、穿越英吉利海峡的隧道，从构思到最后完工前后经历了将近200年。早在19世纪初的拿破仑时代，就已经有了修建隧道的想法，但是直到1987年才正式立项。

主要的技术难点在于，到底用什么方法建这条隧道？从最初的建造大铁管分段预埋，到在海底铺设砖块等各种构想，都被现实和科学证明不可行。

直到上世纪七八十年代，基于国际政治环境的变化、实际的交通需要，英法隧道工程真正被提上了议事日程并最终达成了协议。从1988年开始建设到1994年通车，英法隧道成为世界隧道史上划时代的一个工程。

从英法隧道漫长的建设可以看出，建造水下隧道的难点主要在于怎么打通道。中国隧道得以一日千里地延伸，主要就是因为我们解决了至关重要的盾构机技术。

挖隧道，大体上是两种方法，一种就是将土层表面挖开建造，造好后上面再回填土层。但是这种方法碰到大山、大海就不大可行。还有另一种方法就是使用盾构法，它的施工法就是掘进机在掘进的同时构建（铺设）隧道之“盾”（指支撑性管片）。

这种使用盾构法的隧道掘进机，就是“盾构机”，被称为“机械制造皇冠上的明珠”，因其构造精细、系统复杂，所以盾构机的生产制造往往代表着一个国家工程建设的水平。

以前，中国完全没有盾构机制造技术，只能依靠进口，但是进口一台盾构机需要花费上亿元，甚至维修都要支付高额费用请来外国专家。

所以造路打隧道，往往只能采用敞开式施工，或者硬生生地用炸药一点点地炸洞施工。比如建设成昆铁路时穿山越岭，付出了巨大的人力、物力。

为了解决处处受制于人的处境，2001年，国家将土压平衡盾构关键技术研制项目列入了“863计划”，由中国中铁子公司中铁隧道集团承担。2008年，经过中国工匠7年攻坚克难，第一台具有自主知识产权的复合式盾构机“中国中铁1号”诞生。

中国盾构机的横空出世，很快卷起了世界市场的浪花，2012年，中国盾构机走出国门，从此一发不可收。十多年过去，中国的盾构机技术在全球占据了主导地位，实现了100%国产化，产销量连续六年世界第一，并使得外国进口盾构机价格被迫降价三分之一。截至2022年底，国产盾构机出口占据了全球三分之二的市场份额。

本次开工的宁波至舟山铁路——甬舟铁路金塘海底隧道工程，其中最重要的建设机械是一台超大的直径盾构机，叫“定海号”，下线时，它的门脸上还画了一条东海龙王。这台盾构机是专为甬舟铁路的海底隧道建设而打造的，今年1月在长沙下线，它的最大开挖直径14.57米，总重量达4350吨。

根据规划，隧道将用两台这样的超大直径盾构机，分别从宁波、舟山两端相向掘进，最终以不超过20毫米的误差在海底实现精准对接，这是国内超大直径盾构建设史上首次采用两刀盘接触、洞内原位拆解创新工法施工的隧道。

盾构机在地下58米出发后，就要下穿石油、电力等管线，以及海堤、航道等40多处风险源，在向海中掘进过程中，盾构机还要穿越12段高强度硬岩地层。

而在海对岸的舟山侧，又软又黏的地层好比“年糕团”，容易结成泥饼贴在刀盘上影响掘进。因此，盾构机特别在刀盘上采用冲刷的设计，通过冲刷管路对刀盘中心区域进行反复冲刷，防止有黏土残留。

水压大是第二个难题。隧道海底最大埋深达78米，盾构机掘进过程中，承受的最大水压相当于成年人手掌上压上一吨的重量。因此盾构机的核心部件都加强了密封处理，可抵御百米深海底的高水压。

两台盾构机如何实现高精度对接，是隧道建设的第三大难题。北斗定位系统，结合盾构机自身高精度导向系统，保证了将两台盾构机中心轴线控制在两公分精度的范围。

这条海底隧道预计于2026年底实现贯通，甬舟铁路预计2028年具备通车条件，从此，舟山群岛将结束不通铁路的历史。