在昆仑山脉和唐古拉山脉之间，高山积雪化成涓涓细流汇聚，自西向东横贯中国中部，数百条支流辐辏南北，形成了中国长江水系。在发源地青藏高原的另一端，万里长江携带的滚滚泥沙在出海口沉积，发展成了素有“长江门户、东海瀛洲”之称的中国第三大岛——崇明岛。
孤悬长江口，崇明岛正热火朝天推进一项重大工程。
施工线路图
沪渝蓉高铁是国家“八纵八横”高速铁路网沿江高铁通道的重要组成部分，其中崇太长江隧道更是全线控制性咽喉工程。戴好安全帽，小新带大家走进这条高度智能化施工的崇太长江隧道。
“长大高深”的控制性咽喉工程
沪杭客专公司建设、中国中铁隧道局施工的崇太长江隧道是沪渝蓉高铁的关键工程，起于江苏省太仓市，穿越长江后止于上海市崇明区，正线长15.36 千米，工程主要包括隧道 14.25 千米、路基 1.11 千米、PC 构件中心（管片 6999 环）、无砟轨道 30.72 千米。
盾构施工现场航拍
“长大高深”是该工程的显著特征，具体体现在哪？
崇太长江隧道是沪渝蓉高铁沪宁段全线唯一一座超10千米以上、工期最长的隧道。其能否尽快完工，关乎后续工程的进场施工问题。
崇太长江隧道需独头掘进11.3255千米，是全球独头掘进距离最长的隧道。“独头掘进”即单方向长距离作业，对设备性能、工程风险控制和高效施工组织要求更高。
“大”即铁路隧道盾构直径最大。该隧道开挖直径15.4米，管片外径14.8米，是全球最大直径的高铁盾构隧道，这对泥水压力的精准控制、管片的拼装质量、隧道不渗不漏等要求更高。
盾构隧道
要保持高时速在长江底通行，对整个隧道的设计施工都有极高要求。崇太长江隧道设计最高时速350公里，为世界行车速度最高的水下隧道，真正实现高铁穿江不减速。与此同时，该隧道地处长江水下最深89米，最大水压0.9MPa，是长江最深的江底隧道。
针对多项世界级工程首创，中铁隧道局要面对多重困难与挑战。
盾构开始掘进作业后，由北向南将依次穿越万安村、长江刀鲚保护区、主航道等环境敏感区，盾构在长江水下掘进过程中，穿越粉细砂地层，面临盾构直径超大、承受水压超高、掘进距离超长、地质条件复杂、环境敏感等技术重难点。
据了解，崇太长江隧道修通后，将结束崇明岛不通高铁的历史。届时，崇明经太仓到上海宝山站预计只要17分钟，还将串联起长三角城市群，对推进长江经济带发展具有重大意义。
项目概况图
隧道智能建造迭代2.0
面对如此复杂、困难的施工环境，中铁隧道局科研团队深入钻研，建成了“7+N”盾构隧道智能建造 V2.0 技术体系，九大智能成果在崇太长江隧道工程常态化应用。
在智能感知方面，通过多元感知与实时解译技术，实现了工程地质即时探测、设备状态在线监测、有害气体实时预警、隧道结构健康感知，为决策执行奠定了智能化基础。与以往相比，实现了全要素感知。
在智能设计、智能预制方面，实现了盾构隧道结构，参数化、数字化设计，工程数量智能提取统计和一键成图。更为突出的是，在工程建设所需的构件上实现了智能化设计与预制。
崇太长江隧道引入了智能化生产线并结合信息化技术，搭建了国内首套全数智化管片生产线，实现钢筋加工、自动收面、管片蒸养等全过程自动化与智能化。人员减少了 35%，生产效率提升 20%。其中无人化工序8道，占比高达67%.
崇太长江隧道预制构件管片厂
作为“重头戏”的智能掘进，中铁隧道局研发了盾构智能掘进 I-TBM 系统，突破了盾构仓内压力自适应、云端预测数据自决策、掘进姿态自巡航、环流出渣自调整等核心技术，掘进、环流、姿态参数较人工操作更平稳，创造了单月掘进718米的最高纪录，平均月进度达到 600米，成功实现全系统算法控制的无人化掘进的常态应用。
“领航号”盾构机始发
好马配好鞍。为高效掘进崇太长江隧道，中铁隧道局量身定制了世界最大直径高铁盾构机——“领航号”盾构机，在耐用性、密封性、安全性、可视化等技术方面攻克了多项问题。
在智能安装方面，研制了弧形件智能拼装机器人，控制精度为0.5毫米，人员减少 50%；研制的管片辅助拼装系统成功实现管片自动吊运、自动辅助拼装，拼装效率提高15%以上。
箱涵拼装机器人
在智能运输方面，研发了长距离智能运输系统，具备人机实时定位、声音影像实时传输、障碍物自动避让功能，实现了车辆无人驾驶、智能调度，显著提升了物料运输效率，保障了运输安全。
箱涵移动小车
除此之外，崇太长江隧道还在智能构筑、智能环控、智能管控方面加大研发力度和集成应用。
与此同时，“领航号”盾构机开启穿越万米江底之旅过程中，将先后穿越长江刀鲚水产种质资源保护区、主航道等环境敏感区，在生态环保方面采用了先进的分离设备让“浆不落地、渣不落地”。
据悉，目前“领航号”盾构机已经突破2600米掘进任务，正在下穿长江刀鲚种质资源保护区，以“有人值守、无人操作”的安全平稳姿态自主掘进。
盾构隧道
盾构技术数智发展成果发布
地下的施工热火朝天，地上的研讨成果频出。
11月18日至19日，土木工程技术创新与智能建造学术研讨会在沪召开。
会上发布的《中国盾构/TBM隧道智能建造蓝皮书》（下称“蓝皮书”）指出，中国目前已经成为盾构/TBM全球最大的生产国和最大的市场，2023年生产数量达661台。中国盾构/TBM装备已经出口海外约40个国家和地区，设备多项性能在海外客户评价中名列前茅。
这样的成果并非一蹴而就。蓝皮书显示，1965年中国制造出第一台盾构/TBM。1985年，中国首次引进美国制造的开敞式盾构/TBM，开启了中国全断面隧道掘进机装备引进。2007年，中国与法国开展装备联合研制，初步掌握了大直径泥水盾构制造技术。中铁隧道局自2002年12月承担国家“863”计划，首次立项开展盾构机关键技术研究，直至2008年4月成功研发出我国首台复合盾构“中国中铁1号”，才拉开国产盾构的序幕。而后，中国盾构/TBM装备走上快速发展之路。
我国首台复合盾构“中国中铁1号”
蓝皮书指出，“十三五”时期我国基础设施建设需求大幅增加，盾构/TBM年生产数量呈突破式增长，2022年全年生产数量突破700台，年市场销售金额约243亿元。
目前，我国城市轨道交通建设盾构法施工占比达90%以上，水下隧道盾构法施工使用比例超过70%。中铁隧道局崇太长江隧道项目总工程师李斌表示，“智能感知、智能设计、智能预制、智能掘进”等9项智能建造技术，将智能化理念和技术深度嵌入崇太长江隧道建造全流程，引领隧道智能建造进入新阶段。
“蓝皮书对于智能建设和智能制造相结合的阐释，写出了我国盾构/TBM技术发展的特色，讲出了我国盾构技术发展的关键和本质。”中国工程院院士谢礼立表示，未来，我国将加快推进传统隧道建造方式与新质生产力技术深度融合，实现地下空间资源开发更加安全、高效、绿色、经济。
———— /END/ ————
责任编辑丨苑洪涛
执行主编丨刘海草 张灏然