“各班组注意，第435环管片顶推完毕
盾构机已进入海域段施工！”
10月22日
由中国铁建参与投资建设的
世界最长海底高铁隧道
金塘海底隧道是甬舟铁路控制性工程，位于东海海域宁波与舟山之间的金塘水道下方，西起宁波市北仑区，东至舟山市金塘镇，全长16.18公里，其中采用盾构法施工区段长11.21公里，是世界最长海底高铁隧道。今年5月16日，金塘海底隧道掘进使用的“定海号”和“甬舟号”盾构机从舟山侧和宁波侧同时始发，相向掘进施工，其中“定海号”盾构机由东向西计划掘进6270米，“甬舟号”由西向东计划掘进4940米。两台盾构机在穿越高水压及多种复杂地层后，将在海底实现精准对接。目前，“定海号”盾构机穿越的海堤实现了“零沉降”目标，正以日均16米的速度“穿海而行”，即将突破1000米大关。宁波侧“甬舟号”盾构机已完成陆域段掘进902米，预计明年5月进入海域段施工。
据悉，“定海号”盾构机进入海域段施工期间，将面临海堤保护、海堤下排水板缠绕刀盘、盾构机冒顶击穿海底及穿越航道、锚地等多种风险；同时也要解决复杂地质刀盘结泥饼、刀具磨损，高水压条件下盾构机密封，以及长距离掘进高精度对接等难题。为确保海域段施工顺利推进，建设管理单位沪杭客专公司会同施工单位中铁十一局通过邀请院士专家把脉问诊，对施工方案进行评审把关。“隧道最大埋深将达到78米，盾构机所面对的水压最大为8.5巴，相当于成人手掌面积上承受近1吨的重量。”中铁十一局甬舟铁路金塘海底隧道项目负责人张金涛说，在进入海域段的“缓冲区”施工中，建设团队从盾尾刷针对性改良、盾构泥浆配比、掘进姿态控制等方面入手，不断强化过程管理，积攒了大量不同工况下的施工数据，为盾构机畅行海底保驾护航。
此外，面对海底遍布的沟壑、断层及节理密集带等复杂地质条件所带来的施工隐患，建设团队将施工风险源实施五级分级、五色预警管理，对风险源相应施工方案和交底进行严格评审把关。同时，为盾构机配备了盾体双层壳体、超前地质雷达系统、掌子面超前钻探系统、管片浮动监测系统等创新设计，确保世界级工程安全顺利推进。面对入海施工的各类风险难题和地质挑战，建设者们科学筹划，采用各类智能设备和科技手段逐一化解施工难题，为“穿海之旅”保驾护航。
在穿越长距离粉质黏土地层时，盾构机易发生结泥饼、糊刀盘等现象，影响盾构掘进效率。
建设团队经过分析研讨和专家科学论证，决定采用开口率更大的带压刀盘设计，减少堵塞情况，使盾构机在长距离黏土地层掘进时更加顺畅，同时，重量相对较轻的带压刀盘也更容易帮助操作手控制盾构姿态。
此外，刀盘还采用了大功率冲刷设计，通过气压辅助模式连通气垫仓和泥水仓进行排浆，有效预防了刀盘结泥饼，降低了泥浆分离压力。
金塘海底隧道最大埋深达78米，最大水压8.5巴，在高水压、大埋深的硬岩及上软下硬地层掘进过程中需要克服管片上浮及由此增加的系列成型隧道质量问题。
面对这一世界性难题，建设者采用了管片浮动自动监测技术，通过三维扫描+自动浮动监测装置，实时扫描成型管片轮廓，并计算管片上浮量，为盾尾同步注浆、掘进参数提供依据，及时控制盾构机掘进姿态，减少管片错台、破损等问题。
同时建立以“保头、固尾、控中间”为核心的多层次注浆体系，研发了多层次、多类型的浆液拌制、运输与注入一体化多功能注浆设备及相应的注浆材料，确保成型隧道质量可控。
进入长距离海下掘进后，隧道上方的高水压容易使盾尾密封刷失效，造成盾尾击穿泄露，引发海水倒灌危及隧道安全。
为确保施工安全，建设者将盾尾密封设计为“4道加强型盾尾刷+1道钢板束+1道止浆板”，通过向每道盾尾密封腔内注入盾尾油脂的方式，使盾尾承压能力不小于10巴，以满足承压需求。同时，油脂腔内置压力传感器，可实时监测密封压力，确保盾尾密封压力始终高于外界水土压力和同步注浆压力，以保证盾尾密封的安全性。盾尾内部还预留了应急聚氨酯注入管，可及时应对盾尾突泥、涌水等紧急情况。
甬舟铁路是国家《中长期铁路网规划（2016-2030年）》重大项目，线路全长76.4公里，设计时速250公里。项目建成运营后，将结束舟山群岛不通铁路的历史，长三角唯一不通高铁的地级市舟山市将接入全国铁路网，对实现宁波、舟山同城化发展，加快两地融入“一带一路”和长江经济带，打造“轨道上的长三角”，促进长三角一体化发展等具有重要意义。
