2021年1月11日，我国自主研制的“海宏号”盾构机顺利贯通大连地铁5号线火车站站至梭鱼湾南站区间海底隧道，标志着我国成功攻克了大盾构下穿海域岩溶地质这一世界性难题，为世界范围内的隧道穿越海底岩溶地层、长距离硬岩大盾构掘进施工积累了宝贵经验。

大连地铁5号线全长24.484km，设车站18座。其控制性工程——火车站站至梭鱼湾南站区间隧道长2882m，采用大盾构掘进工艺施工，其中2310m下穿大连梭鱼湾海域。隧道顶距海底12.2～22.8m，海水深9～14m。该隧道为单洞双线双层衬砌盾构隧道，具有施工环境异常复杂、施工难度大、安全风险高等特点，被业界专家定义为世界级难题工程。

大连地铁5号线火车站至梭鱼湾南站区间海底隧道顺利贯通

世界级难题 面临诸多风险

该隧道是世界首例岩溶地层大盾构海底隧道，也是国内最长距离硬岩地层大盾构隧道和最大直径地铁海底隧道，具有“长、大、高、险”四大施工难题。

“长”：盾构机在高强度硬岩地层中掘进的距离长，需连续穿越长度2882m的硬岩地层;

“大”：施工环境十分复杂，除了要下穿航道、码头等重要建构筑物及交通设施外，还要穿越风化槽、断裂带等软硬不均的地层，以及遍布灰岩、辉绿岩及钙质板岩等岩石抗压强度高的地层，其中最大抗压强度达118MPa，地层密度变化大，安全风险也高;

“高”：隧道埋深大、水压高，最大水头压力达0.5 MPa，相当于在1个鸡蛋大小的面积上站立3个人所承受的压力;

“险”：隧道穿越1538m岩溶强烈发育区，勘探发现存在溶洞1000余个，其中最大洞高29.8m。由于溶洞探测、处理难上加险，因此盾构机掘进要像“排雷”一样，小心翼翼。

创新式设计 应对众多难题

“海宏号”盾构机刀盘直径12.26m，重2840t，整机长度158m，是个名副其实的“巨无霸”。为有效应对大连地铁5号线的四大施工难题，该设备采用了众多有针对性的高科技新技术，其功能之多、技术之先进，堪称世界之最，因此又被业界誉为“最聪明的盾构机”。

为了应对海底溶洞群多发和超大溶洞的施工难题，该设备搭载了超前地质预报系统和超前高效钻注系统，以提升设备的地质适宜性和机身稳定性。其中，超前地质预报系统可以通过发送地震波来探测软弱带、破碎带、断层、空洞等不良地层;超前钻注系统可进行360°钻探和混凝土浇筑加固，以使盾构机可以平稳穿越溶洞群。

该设备配备了具有分析功能的盾构换刀系统，通过对刀盘和主驱动进行创新性设计，使其在掘进过程中可根据岩石强度和刀具磨损情况更换刀具，有效降低了作业风险。其中，主驱动采用伸缩摆动形式，可在更换刀具时缩回刀盘，不仅使换刀更加便捷，而且也更好地灵活应对上软下硬地层的施工需要，有效保护了主轴承;常压刀舱设计可使作业人员在常压状态下为盾构机更换刀具，大大提高了工作效率，也较好地减小了安全风险。

为应对泥浆堵塞排渣不畅问题，该设备采用双破碎机系统，并配备了大功率泵机，可以迅速排渣，提高主机端携渣能力，降低前仓滞排风险。

大连地铁5号线建成后，将形成1条南北向的城市快速通道，使梭鱼湾至火车站之间的通行时间由30 min缩短至不足3min，将有效地缓解现有交通压力，从而构建“一湾两岸”的大连市交通新格局。

(通讯员 夏永强)

注：本文刊载于《市政技术》2021年第4期，第3页