科技日報記者 夏凡

深冬時節(jié)，寒風(fēng)獵獵；東海之濱，熱潮涌動。

“叮……叮……”1月19日，科技日報記者乘坐觀光車，穿過長長的隧道，來到甬舟鐵路金塘海底隧道舟山側(cè)掘進(jìn)現(xiàn)場。管片拼裝機(jī)的聲音震耳欲聾，施工工人正在“穿針引線”，把相鄰的管片拼接在一起，仿佛在給隧道穿上堅固的“盔甲”。

海平面下50米的隧道內(nèi)，管片表面平整，環(huán)境潔凈。每隔一段距離，管片上都清晰標(biāo)注著一個數(shù)字。“這是‘定海號’的第998環(huán)管片，舟山側(cè)掘進(jìn)即將突破千環(huán)大關(guān)！”中鐵十一局甬舟鐵路項目副書記周俊告訴記者。

日均8環(huán)向海洋進(jìn)軍

金塘海底隧道是我國最長海底高鐵隧道，西起浙江寧波市北侖區(qū)，東至舟山市金塘鎮(zhèn)，全長16.18公里，是甬舟鐵路控制性工程。舟山段隧道的“定海號”盾構(gòu)機(jī)——這條直徑14.57米的海下“蛟龍”，正以日均8環(huán)的速度向海洋進(jìn)發(fā)。

談及“定海號”的命名，周俊打開了話匣子。“項目位于舟山市定海區(qū)，命名包含了地方名稱，同時，盾構(gòu)施工主要在海底，海洋環(huán)境復(fù)雜風(fēng)險高，定海的寓意是確保盾構(gòu)施工順利。”

“目前，在建和已建的海底隧道，在超長距離施工及14米以上超大直徑盾構(gòu)相向掘進(jìn)、海底對接、洞內(nèi)解體工藝方面，國內(nèi)外尚無相關(guān)經(jīng)驗可借鑒。”周俊表示。

金塘海底隧道地層多樣、軟硬不均且頻繁轉(zhuǎn)換。周俊說：“隧道掘進(jìn)期間，盾構(gòu)機(jī)承受的最大壓力會達(dá)到0.85兆帕，就好比指甲蓋大的面積要承受8.5公斤的重量。”

針對隧道施工的諸多難點，施工團(tuán)隊開展了多項創(chuàng)新。中鐵十一局甬舟鐵路三工區(qū)工程技術(shù)部部長呂陽告訴記者，金塘海底隧道的工程難點之一是管片上浮控制。“由于地層中含水量較豐富，管片脫出盾尾后會出現(xiàn)上浮，上浮量過大會影響隧道后期質(zhì)量安全。”為此，施工團(tuán)隊采用多層次注漿體系技術(shù)，并檢測注漿密實度，防止管片上浮。

刀盤相當(dāng)于盾構(gòu)機(jī)的“牙齒”。金塘海底隧道全長6270米，其中有5332米為軟土地層。“為破解掘進(jìn)期間刀盤結(jié)泥餅的難題，我們在盾構(gòu)機(jī)設(shè)計階段，有意識提高了刀盤整體開口率，設(shè)置了冷卻水循環(huán)系統(tǒng)和刀盤沖刷系統(tǒng)，并根據(jù)實際地層情況選擇合適的掘進(jìn)模式。”呂陽說。

地下和地上“心靈相通”

從隧道驅(qū)車約10分鐘，記者來到了地上的指揮中心，甬舟鐵路隧道數(shù)字孿生平臺的顯示界面躍入眼簾。“我們把全過程施工數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)字化，擬合到數(shù)字孿生平臺內(nèi)，實現(xiàn)多層級預(yù)警、診斷及控制，提升盾構(gòu)掘進(jìn)成型隧道施工水平。”中鐵十一局甬舟鐵路項目書記殷鵬程介紹。

地下環(huán)境復(fù)雜多變，常常存在“遠(yuǎn)程配合難、現(xiàn)場說不清”的問題。“有了數(shù)字孿生平臺，地下和地面猶如孿生，一脈相連，心靈相通。”殷鵬程打比方說。

他輕點鼠標(biāo)，屏幕上出現(xiàn)一個三維盾構(gòu)機(jī)模型，管片環(huán)數(shù)、刀盤運(yùn)轉(zhuǎn)情況、注漿信息一覽無余。“地下看不到盾構(gòu)機(jī)的全貌，數(shù)字盾構(gòu)系統(tǒng)可以幫我們直觀地呈現(xiàn)。這個系統(tǒng)是1∶1建模的，盾構(gòu)機(jī)的施工能在虛擬空間映射，反映工程的全生命周期。”

正在指揮中心檢查的中鐵二院甬舟鐵路項目監(jiān)理組組長郝丹表示，他們主要負(fù)責(zé)盾構(gòu)機(jī)掘進(jìn)的質(zhì)量安全監(jiān)督。“在日常管理中，我們會關(guān)注盾構(gòu)機(jī)的掘進(jìn)參數(shù)、同步注漿方量等，并對管片拼接質(zhì)量進(jìn)行驗收，看是否符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。”郝丹說。

甬舟鐵路正線全長76.4公里，線路西起寧波東站，向東延伸至舟山市金塘島、冊子島、舟山本島。建成后，舟山將實現(xiàn)“高鐵上島”，與寧波大海相隔的天塹將變?yōu)橥ㄍ荆瑑沙且惑w化、同城化發(fā)展的畫卷更加濃墨重彩。