最聰明盾構機挑戰超級穿海工程

高博

離大連市中心不遠，有個梭魚灣，正在建造的中國航母就停泊于此。大連地鐵5號線要穿過這個海灣，考慮到巨輪出入，不能架設跨海橋梁，因此采用海底隧道。而這項工程催生出一臺超級裝備。

1月18日，“海宏號”盾構機在大連始發，它堪稱中國研發的最聰明的盾構機。

據中鐵一局介紹：大連地鐵5號線火車站到梭魚灣南站的海底隧道全長2870米，設計為直徑12米多的單洞。隧道穿越一個海底巖溶區域，有上千個溶洞，已勘測的最大溶洞高30米。

隧道工程最怕溶洞：盾構機掘進到溶洞，可能會馬失前蹄，栽下去;穿越溶洞還可能引起坍塌或涌水，威脅生命。

該隧道一路穿過硬質巖石，夾雜溶洞，很不利于施工——地層密度變化大，盾構機更容易歪頭、鉆偏。

海底長大隧道由于施工難，國內工程屈指可數。大連5號線項目曾召開過15次專家咨詢會。多名院士和專家確定：國內尚無先例可循，是世界性難題。

全國五一勞動獎章獲得者、中鐵一局城軌公司副總工程師梁西軍介紹說：為克服溶洞難題，先用“鉆探+CT”來掃描。勘測船在海上隔十幾米垂直鉆下一個洞取樣（就像洛陽鏟），并在相鄰兩洞中一個放入振動裝置，一個放入測量器。測量機械振波的變形，摸清海底的溶洞。接下來，施工船用混凝土或者適當材料注滿溶洞。好讓盾構機鉆實，不鉆空。

海宏號盾構機是中國中鐵專門為該工程研發的，也是世界上現有功能最全的盾構機，核心部件設計全球領先。

海宏號的設計師張國良說：海宏號刀盤直徑12.26米，整機長度約158米，總重約2840噸。它的一個特色，是配備了更精良的傳感系統，盾構機在掘進時“感到”力量不平衡，就能盡快調整。

海宏號還搭載有地震波超前物探系統，并配備了一根注入管，前方發現未預料的溶洞，可以即時注滿空洞，盾構機再向前鉆。

海宏號還具備一個本事：常壓換刀。盾構機有幾十上百個“牙齒”，刀盤一轉它們就啃掉巖石和泥土。刀齒會磨損，需要更換。但在幾十米深的海底，刀盤后的空艙內，氣壓巨大。以往是由專業人員提前適應氣壓，進艙換刀。

海宏號不一樣，它的牙齒向后退出時，“牙齦”可自動愈合——刀齒周邊的小門，嚴絲合縫地閉上，隔絕外面的壓力。換刀人員因此可以在常壓下工作。做到這點不容易，因為即便有一顆小石子硌在門縫中間，也會給常壓艙帶來災難。

海宏號在12.26米直徑的較小刀盤上實現常壓換刀，也創造了一個世界之最。海宏號的啟用，意味著跨海隧道工程領域，中國又掌握了一項絕技，給海底長大隧道施工開辟了新天地，因此被媒體廣泛關注。