近日，由中交天和機械設備制造有限公司(下稱中交天和)自主研發的“東方號”“明珠號”超大直徑盾構機掘進完成的浦東段最長區間隧道“張江站-度假區站”及“張江站-五號風井”將進入鋪軌階段，標志著該項目向2024年建成運行的目標又一次邁進。

上海機場聯絡線項目是上海踐行“雙循環”新發展格局的主動脈，用以無縫聯結浦東、虹橋兩大綜合交通樞紐，打造全國首條聯結兩大綜合交通樞紐的市區軌道交通線路，是未來上海聯結對內對外“兩個扇面”的重要紐帶。該項目全長68.6千米，其中主線盾構隧道內徑12.5米，單洞隧道并行兩條軌道。列車最高運行時速可達160千米，為全國首條長距離、軌道小間隔、中高鐵線路的最大直徑盾構隧道。項目建成運行后，將方便旅客在浦東、虹橋兩大綜合交通樞紐完成自由中轉。

創新技術“量體裁衣”

“東方號”和“明珠號”超大直徑盾構機是中交天和自主研發的為高質量建設上海機場聯絡線項目的一對“孿生兄弟”，其單臺總長約120米，總重量約3180噸，刀盤切削直徑達14.04米，需穿越掘進區域的既有軌道交通線路、市政道路、橋梁、河流等重要建(構)筑物和重大風險源，對地表沉降控制精度和環境保護要求極高。同時，還需穿越長距離、大斷面粉質黏土、砂質粉土、粉砂地層，對掘進姿態控制和整體密封性能提出了極高要求。

目前，圍繞盾構機掘進方法、隧道設計布局、豎井用設備等領域相關技術，中交天和已提交專利申請437件。盾構機是基礎設施建設的重大裝備，被稱為“世界工程機械之王”，其主軸承更是有盾構機“心臟”之稱，是盾構機刀盤驅動系統的關鍵核心部件。近年來，我國自主研制的盾構機國產化率已達98%，但主軸承一直依賴從國外進口。

今年6月，由中交天和與中國科學院聯合研制的國產最大盾構機用主軸承，通過了錢七虎院士領銜的專家組的評審，這標志著我國已完全掌握大型重載盾構機主軸承的自主設計、精密加工、安裝調試、壽命預測等集成技術，打通了超大直徑盾構機全國產化“最后一公里”。

國產進程不斷加速

針對該項目工程結構和地質狀況，中交天和對“東方號”和“明珠號”開展了適應性、針對性設計--配置自主創新的超長距離不換刀技術，可實現7000米連續掘進不換刀;高承壓主驅動密封，確保掘進施工時油脂無滲漏;泥水環流和逆洗循環系統，防止出現結泥餅現象;高精度氣液壓力平衡控制系統，調節精度達±0.002兆帕，精準進行壓力控制和掘進沉降控制;高效物料運輸及高精度箱涵同步拼裝技術，將拼裝精度控制在毫米級內;在滬首次采用單雙液同步注漿系統，大幅提高盾構機的適應性、可靠性與安全性。

“東方號”和“明珠號”在該項目掘進隧道總長度超過9公里，依托整機優良性能，隧道內管片錯臺、管片間隙均控制在3毫米內，地表沉降控制在2毫米內，管片上浮量控制精準穩定，掘進施工實現“零事故”，對地面實現“零干擾”，掘進完成的近40萬余平方米隧道面均實現“零滲漏”。

“東方號”連續掘進5.69公里區間隧道，于今年7月18日順利貫通，取得單日最高掘進26米、單月最高掘進570米的好成績，且其在下穿既有地鐵11、16號線時將地面沉降總體控制在0.5毫米內，成為超大直徑盾構機掘進施工史上的又一代表作。“明珠號”連續掘進2.47公里區間隧道，于今年4月15日順利貫通，取得單日最高掘進30米、單月最高掘進580米的好成績。據悉，中交天和研發的盾構機曾于2018年下穿浦東高速運行的磁懸浮鐵路時，在全國范圍內首次實現將地面沉降控制在1毫米，讓盾構機掘進施工地面沉降控制精度從此進入了“1毫米時代”。

中交天和盾構隧道工程負責人介紹，在同一建設時期，中交天和提供了一臺與“東方號”“明珠號”相同規格配置的“虹浦號”超大直徑盾構機，用以掘進4.75公里長的區間隧道，并于今年4月28日順利貫通，創造了超大直徑盾構機單日最高掘進32米、單月最高掘進650米的世界紀錄。

從細小的零部件到最終形成“國之重器”，背后需要一個完整、龐大的產業鏈支撐。現今，我國創新主體不斷推陳出新，從基礎材料、元器件到關鍵部件，再到整機，產業鏈一環扣一環，實現了升級改告，盾構機產業鏈趨于完備。目前，我國盾構機的上下游企業已達上千家，這不僅推動著中國制造業的升級，也為世界提供了更高質量的產品和服務，展現了中國智造在全球產業鏈中的重要地位和影響力。