11月15日至16日，二十國集團（G20）領導人第十七次峰會在印度尼西亞巴厘島舉行。備受矚目的印尼雅萬高鐵將于G20峰會期間測試運行。2020年11月24日，由中交天和自主研發(fā)的中國出口海外直徑最大盾構機，順利貫通雅萬高鐵1號隧道，助力“一帶一路”重點項目建設，用“中國制造”擦亮“中國高鐵”的靚麗名片。

雅萬高鐵是一條連接印度尼西亞首都雅加達和第四大城市萬隆的高速鐵路，也是東南亞地區(qū)首條高速鐵路，全長142公里，設計時速350公里。項目建成通車后，雅加達至萬隆的通行時間將由現(xiàn)在的3個多小時縮短至40分鐘，對加快泛亞鐵路網建設，緩解兩地交通壓力，加快形成雅萬經濟走廊，促進印尼經濟社會發(fā)展等具有十分重要的意義。

雅萬高鐵是中國高鐵從技術標準、勘察設計、工程施工、裝備制造，到物資供應、運營管理和人才培訓等全方位整體“走出去”的“第一單”，實現(xiàn)了中國高鐵首次全系統(tǒng)、全要素、全產業(yè)鏈走出國門。其中，1號隧道所用的盾構機裝備由中交天和自主設計研發(fā)并制造。

針對性設計 解決建設難題

雅萬高鐵1號隧道全長1885米，最大埋深26米，是整個項目建設的“咽喉”工程，也是中國企業(yè)在海外承建的首條高鐵盾構隧道。該隧道掘進采用中交天和自主研發(fā)的盾構機，刀盤直徑13.19米，是當時東南亞地區(qū)最大直徑的泥水加壓平衡盾構機。

1號隧道地質以黏性土、山灰膠結狀圓礫、砂類土、細礫土為主，地下水位高、地表水豐富，洞身經過火山堆積層，巖體破碎，自穩(wěn)能力差。隧道還下穿構筑物密集區(qū)、高速公路及其互通匝道，并側穿兩座建筑等。隧道施工條件極為復雜，施工難度及風險極高。為此，中交天和專門配備一支優(yōu)秀服務團隊，為盾構機進場、組裝、調試、掘進、拆機、運輸?shù)冗^程提供“全天候保姆式”服務，解決了業(yè)主的后顧之憂。

面對惡劣的施工環(huán)境，中交天和設計的泥水平衡盾構機刀盤直徑13.19米、長約101米、重2600余噸，應用了沉降控制、分層逆洗、超大直徑盾構機超長距離掘進不換刀、刀具磨損實時監(jiān)測等多項世界先進技術，其中超大直徑盾構機超長距離掘進不換刀、刀具磨損實時監(jiān)測技術為世界首創(chuàng)技術。

毫米級把控 實現(xiàn)重大突破

盾構機在隧道第55環(huán)至80環(huán)的掘進區(qū)間，要下穿輕軌改線段；在98環(huán)至234環(huán)要下穿高速公路。為防止路面塌陷或斷裂，盾構機隧道施工必須將沉降控制在厘米級，最終實現(xiàn)路面最大沉降控制在毫米級，這在超大直徑盾構機施工史上屬于首次。

盾構機宛如穿行地下、吞石吐泥的“巨龍”，刀具就是它的“牙齒”，對隧道的順利貫通至關重要。當時，其他超大直徑盾構機在類似地層中掘進到200米左右時，刀具磨損量就會達到50毫米，需要更換刀具，而該盾構機在1號隧道中共掘進1469米，刀具實際最大磨損量僅35毫米。

項目團隊還創(chuàng)造了單月掘進320米的紀錄，并培養(yǎng)了百余名盾構技術人員。

項目施工現(xiàn)場落實防疫措施

近年來，中交天和始終堅持走自主研發(fā)、科技創(chuàng)新之路，秉持做大做強中國盾構機的初心，在國產盾構機的設計研發(fā)、生產制造和掘進技術等方面不斷創(chuàng)新突破，實現(xiàn)了中國超大直徑盾構機從“跟跑”“并跑”到“領跑”的跨越式發(fā)展。中交天和生產制造的“天和號”盾構機打破國外壟斷，成為中國首臺自主生產制造的超大直徑盾構機；自主研發(fā)制造的雅萬高鐵1號隧道超大直徑盾構機，成為中國出口海外最大直徑盾構機。日前，中交天和自主研發(fā)制造的“運河號”超大直徑泥水平衡盾構機在北京東六環(huán)改造工程東線隧道順利完成盾構機中間風井接收，實現(xiàn)我國最長盾構高速公路隧道首段貫通；自主研制的我國直徑最大、性能最先進的泥水平衡盾構機“聚力一號”正在江蘇江陰靖江過江通道施工。

為早日打通國產盾構機全國產化的“最后一公里”，實現(xiàn)超大直徑主軸承的自主可控及成果產業(yè)化，補齊中國盾構行業(yè)的主軸承產業(yè)鏈。中交天和與中科院相關院所就超大直徑軸承開展了進一步強強聯(lián)合、深化研究，并在前期聯(lián)合攻關中，已在材料、工藝、制造、性能等方面取得了突破性成果。

“在城市深邃的地下，無需工程師人工決策、手動操作，重達數(shù)千噸、長達百米以上的盾構機能夠通過‘人工智能’，在無人駕駛的情況下，自動挖掘出一條條地鐵、公路、高鐵等隧道”是盾構機未來的發(fā)展走向，這也是所有盾構人最大的夢想。如今，這個夢想有望在2023年實現(xiàn)。據(jù)中交天和負責無人化掘進盾構機研究的吳志洋博士介紹：“國外研發(fā)人員一直想做這件事，但因為它難度非常大，也需要大量的數(shù)據(jù)積累，所以國外沒有做成。但現(xiàn)在我們有可能實現(xiàn)，一是我們有大量的工程實踐，二是有這樣技術實力?！?/p>

同時，要實現(xiàn)盾構機無人化掘進，就必須掌握盾構機自主巡航技術和管片智能化技術。中交天和主研發(fā)的地鐵隧道用6米級盾構機無人化掘進盾構機及15米級無人化拼裝盾構機已在現(xiàn)場實驗成功并取得良好應用效果。預計2023年下半年將實現(xiàn)盾構自主掘進、自主拼裝一體化，率先實現(xiàn)進入盾構機掘進無人化時代。