交汇点讯 近日，刀盘直径13.73米、整机长125米的超大直径泥水平衡盾构机“金核号”，在位于江苏省常熟市的中交天和总装车间顺利下线。这台由江苏企业自主研制的“钢铁穿山甲”，将用于宁波市首条海底盾构公路隧道，即S202象山石浦港海底隧道的掘进作业。该隧道是目前国内最长的穿越全淤泥质软土地层的海底盾构公路隧道。“金核号”下线，标志着工程即将进入盾构掘进阶段。

据介绍，该海底隧道北起石浦高速连接线石浦收费站东侧，下穿兴港路、石浦港，南至鹤浦镇石三线，盾构掘进作业段全长3105米。盾构机需穿越的地层以淤泥质黏土、粉质黏土、黏土为主，土体强度低、含水率高、灵敏度强。面对这样的“软家底”，许多常规掘进经验几乎要被推倒重来，装备从设计之初就必须照着最坏工况一处一处打磨。

“相当于在豆腐里钻洞。”这是工程建设者对这次海底掘进最直接的形容。“盾构机掘进姿态稍有偏移，就可能出现超挖、地表沉降，甚至隧道被海水的强压击穿。”建设者坦言，软土地层自身“站不稳”，盾构机又要在海底高水压下长距离穿行，整个过程容不得半点马虎。看似力大无穷的巨型机械，在这里反而要学会“轻手轻脚”，每一步都得拿捏好分寸。

现场数据显示，隧道底最大覆盖土深33.5米，最大水深46米，最大水压0.48兆帕，隧道顶距海底最小仅9.55米。浅覆土、高水压、长距离、软土地层，四重压力叠加在“金核号”身上。由此衍生的风险同样棘手：浅覆土与软弱地层中可能出现管片上浮、错台开裂、冒顶喷浆；黏土地层里容易结泥饼、糊刀、滞排；下穿公路与航道构筑物时，沉降控制要求极高；长距离高水压掘进，又直接考验关键部件寿命与密封承压能力。

为啃下这块“软骨头”，设计团队在图纸阶段便对照工况精准施策。“金核号”总功率六千余千瓦，推力、扭矩预留充足余量，耐压性能可抵御海底数十米超高水压，盾尾配置五道密封刷。针对软地层中管片易上浮、下沉的问题，团队准备了两套方案：同步向管片背部灌注双液浆，浆液快速固结，将管片稳定锚固于地层；复杂区段则把掘进速度降至每分钟数毫米，“如绣花般慢步掘进，以缓求稳”。

黏土地层最大的难题是刀盘结泥饼。“金核号”刀盘中心搭载独立冲刷系统，高压泥水持续冲刷面板，将泥饼打散；舱底循环泵不停搅动，防止渣土沉积；管路可预判堵塞风险并反向冲洗；遇到大块孤石，舱底破碎机先行破碎再外运出舱；泥水系统分流器如同滤网，阻隔大粒径砾石进入泵体。从刀盘到泵口，一套防泥饼、防滞排、防堵管、防损泵的完整防护系统就此成型。

长距离海底掘进，耐磨和密封是关键。“金核号”刀盘遵循“一次下井、全程不换刀”理念，刀具高低分层排布，前层磨损后层接续切削；易损件采用模块化设计，磨损后快速替换，不留切削盲区。刀盘、盾体、泥水管路全部增设耐磨保护层，主轴承按极限工况反复校核，设计寿命满足整条隧道掘进需求。盾尾五道密封刷内置监测线路，磨损层级实时回传；油脂腔传感器动态监测密封状态。气垫舱如同稳压容器，抑制压力波动，保障开挖面平稳。

让“金核号”真正脱颖而出的，是它可自主可控的“大脑”。以往盾构机启动，操作人员需逐一核对十余个系统并一一开机，在控制面板间来回奔走，劳神又费时，如同飞机起飞前逐项核查清单。如今，联锁条件满足后轻点一键启动，冷却水、液压、润滑、刀盘、出渣系统便依次自动开启，短短数分钟，整机即可进入掘进状态，整套准备流程一气呵成。

海底掘进最忌惮姿态偏移、掌子面压力失稳。过去，操作人员要紧盯仪表、手动调节油缸，高度依赖经验。如今，系统自主规划平滑掘进线路，实时计算推力并分配至各组油缸，泥水系统在停机、旁通、掘进、冲洗工况间自动切换，牢牢稳住掌子面压力，气垫舱液面仅小幅波动。同等工况下的实测表明，自主控制的稳定性优于人工操作，参数波动也更小。

管片拼装同样实现了自动化。该隧道采用新型承插式管片，环间如同榫卯咬合，对位精度要求极高、容错空间极小。拼装机依托视觉相机与激光定位感知管片位置姿态，自主规划运动轨迹，完成抓取、对位、安放，拼装后严丝合缝。更关键的是，它突破传统停机拼装模式，实现边掘进边拼装，作业连续不中断，操作人员退守中控屏前即可。

“‘金核号’集成落地了盾构机无人掘进的全套功能。”中交天和总工程师杨辉表示，此前一键启动、自主巡航、智能拼装等智能模块多分布于不同设备单独试验，未形成协同联动体系。他介绍，“金核号”首次整合多项智能化功能，配套数字孪生平台和探地雷达注浆检测，实现了从人工操控向智能管控的新跨越。在他看来，盾构机无人掘进就此从理论走向工程应用实景，也是中国盾构机装备由机械化迈向智能化的重要里程碑。

近年来，江苏持续巩固高端装备制造优势，啃下一个又一个“硬骨头”。就在中交天和常熟制造中心，开挖直径16.66米、核心技术国产化率超过98%的“沧渊号”已于此前下线，肩负海太长江隧道掘进重任。从“沧渊号”到“金核号”，从驾驭长江到探路海底，江苏装备不断向更复杂地层、更高智能水平发起攻关，大国重器的“江苏分量”持续加重。

隧道建成前，石浦港两岸居民从石浦到鹤浦需绕行近40公里、车程近50分钟。隧道通车后，两地车程将缩短至约5分钟，沿线约10万居民可实现“15分钟上高速”。按照计划，2026年12月底“金核号”进场组装调试，2027年4月左线率先始发掘进，2028年建成通车。届时，沿线居民“绕行一小时”的历史，将真正变成“直行五分钟”的现实。

新华日报·交汇点记者 张宣 通讯员 张凤华