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江底探访大国重器“卓越号”

2018-06-24 09:24:00 来源: 江海晚报

一次特殊而难忘的穿越长江江底的采访,使我们有机缘走进中国能源新版图上举足轻重的苏通GIL综合管廊,零距离直击大名鼎鼎巨型盾构掘进机——

江底探访大国重器“卓越号”

南通城市轨道交通1号线一期工程建设渐入佳境,多台俗称“盾构”的隧道掘进机有望于今年年内抵通。南通海事局、南通城市轨道交通公司、南通供电公司和中铁十四局的读者在端午期间报料:在南通境内,目前已有一台大型盾构机进行作业。带着先睹为快的渴望,记者驱车直奔现场。

探访南通第一台盾构的路径需借道苏州

在现场,我们发现,这台正在进行作业的大型盾构机,是我国著名的“卓越号”盾构机。它正在从事苏通特高压管廊越江隧道的掘进作业。苏通管廊的越江隧道全长5500米,“卓越号”2016年6月起,从常熟境内出发并启程,自南向北开始了穿越长江的作业。今年年初,“卓越号”从江底穿越了长江苏通段主航道中心线,从这个意义上讲,它确实堪称首台进入南通境内作业的盾构。目前,它已经完成了全部5500米中的5000米掘进,距离苏通科技产业园境内的接收井仅剩不到500米,有望很快打通苏通管廊的过江隧道。

前往“卓越号”盾构的探访之路十分曲折:首先由苏通大桥南下,过江后,在紧临常熟电厂的常熟开发区,换乘施工单位中铁十四局提供的专用新能源汽车,从隧道南口进入苏通管廊。带领记者采访的建设单位技术主管黄云天介绍,新能源汽车依靠全电推进,选择这种交通工具,完全出于安全方面的考虑。我们所走的江底过江通道,都是“卓越号”盾构一路“打”出来的。“卓越号”在越江时,首先需要穿越一层“生物成因浅地层有害气体密集区”,这个密集区甲烷成分非常高,施工方专门作了严格的防爆设计,安装强劲的通风系统,将有害气体即时排出;使用电动新能源汽车作为交通工具,也是整个防爆系统的一部分。

在传统印象中,江底地下隧道十分泥泞与潮湿,充斥着五花八门的护壁泥浆,几乎是一个泥浆的世界。为了此次现场探访,我们准备了长筒靴,做好了涉浆前进的准备。惊讶的是,当从入口抵达盾构机时,竟然连一滴泥浆都没有见到,长筒靴完全没有用武之地。这里的掘进是一项高度现代化、机械化、自动化的作业,所有的泥浆都在管道中循环运行;盾构推进到哪里,与之配套的泥浆管道就延伸到哪里。

苏通管廊造价、难度、作用均不亚于大桥

苏通管廊是淮上线双回路特高压交流环形输电网的一部分。淮上线贯穿皖、苏、浙、沪的电网负荷中心,它以淮南为起点,上海为终点,分为南北两支。南支途经淮南、皖南、浙西,目前已经抵达上海沪南变电所;北线途经皖南、南京、泰州、南通、苏州,终点仍为上海沪南变电所。目前,整个环线除苏通管廊以外已经全线贯通。

记者所探访的苏通管廊,又叫苏通GIL综合管廊。所谓GIL,系Gas-insulated Metal-enclosed Transmission Line的缩写,即气体绝缘金属封闭输电线路,具有传输容量大、损耗小、不受环境影响、运行可靠性高、节省占地等显著优点,尤其适合作为架空输电方式或电缆送电受限情况下的补充输电技术。

技术人员告诉我们,苏通管廊建成后,其内部可以通行大型车辆的检修通道,可以作为特殊情况下的过江应急通道;苏通管廊长江隧道的盾构也为我国探索在靠近长江入海口以隧道模式过江,积累经验;将来,该工程还和今年夏季将投运的500千伏如东输变电工程(包括500千伏变电站、风电汇流站、升压站)一起,一劳永逸地解决如东海上风电大规模上网、外送问题,为南通地区新能源大规模发展解决后顾之忧。

作为一条过江通道,苏通管廊最深处距江面78米,是目前国内埋深最深、水压最高的隧道工程,核准动态总投资约47.63亿元。就技术含量与投资而言,苏通管廊远远超过了多条长江大桥。

盾构如同一条钢筋铁骨的“巨无霸蚯蚓”

在苏通管廊的隧道四壁,记者见到了一圈一圈已经安装到位的隧道管片。

隧道管片是一种特殊的混凝土建筑材料。苏通管廊的管片呈弧形,我们大致数了一下,“一个单位”的管片一般由8个地铁管片构成,上下左右构成一个闭合环,这种管片是隧道掘进机进行施工的主要装配构件。作为隧道的最内层屏障,管片承担着抵抗土层压力、地下水压力以及一些特殊荷载的作用。盾构管片是盾构法隧道的永久衬砌结构,管片质量直接关系到隧道的整体质量和安全。苏通管廊作为目前国内埋深最深、水压最高的隧道工程,环环相扣的高质量管片功不可没。

在驱车穿过一圈圈管片围合的隧道后,记者终于见到了心仪已久的“卓越号”盾构。这是一个庞然大物,从开挖切削土体到拼装隧道衬砌的装置再到输送土碴的配套装备,前前后后长达百米开外,如同一列长长的列车。

在“卓越号”的设备铭牌上,我们看到了这台掘进机的前世今生:3月24日,诞生于广州,是中德携手合作的产物。直径12.07米,总长140米,总重量2558吨,头部刀盘主驱动200吨,刀盘263吨,刀盘驱动装机功率3000千瓦,最大操作压力10个标准大气压。

我们抵达“卓越号”头部的时候,工程技术人员正在检测更换下来的大盾构机刀片的磨损情况,记录数据。此时,“卓越号”已经完全处于南通境内,距离最终的接收井只有不到500米。

按照工程推进计划,“卓越号”将于今年8月打通苏通管廊。此后,将转入电气安装。整个特高压管廊将于2019年9月投入运行。作为淮南—南京—上海特高压交流工程的关键控制点,苏通管廊建成后,将与已投运的淮南—浙北—上海特高压交流工程合环运行,形成贯穿皖、苏、浙、沪负荷中心的1000KV特高压交流环网,满足长三角“十三五”期间电力需求。

相距1公里的一桥一隧验证资深院士精准预言

此次采访,一举刷新了我们对长江南通段过江通道“2+1”的传统认识,“2+1”悄然让位于“2+2”。

事实上,在长江南通段,已经建成的过江通道有两条:2008年通车的苏通大桥和2011年通车的崇启大桥。在建的过江通道也有两条:2014年3月1日开工的沪通大桥和2016年8月16日开始的苏通管廊。从目前工程进展看,苏通管廊有望后发先至,贯通日期和投运日期均将早于沪通长江大桥,成为长江南通段第四个开工、第三个竣工的越江通道。

为什么工程要钻过长江,而不是跨越?因为这段长江江面宽度超过5000米,如果采用架空线路跨越长江,铁塔高度将超过400米,技术难度极大。其次,采用架空线路,造价相当之高,可能超过GIL建设方式。此外,受到航空限高制约,也不适合采用架空线路。

所见所闻,令我们想起了前不久对92岁的中国科学院资深院士孙钧的专访。在苏通大桥建成通车10周年之际,我们在南通再度见到了孙钧。孙钧院士是一位关心南通特别是关心南通过江通道建设的工程力学家。他作为国内岩土工程的权威,对隧道有着特殊的感情。但是,在南通过江通道的方案比选中,他最终支持了桥梁方案。孙钧院士回忆:“当时自己的意见其实是两句话:在那个地方建隧道是最好的选择,但在当时的条件下桥梁是唯一现实的选择。”

孙钧解释,隧道的优点非常多,集中体现在两个方面:一是从江底走,不影响通航;二是真正意义上的全天候通道,这个全天候是与桥梁比较而言的,比如,苏通大桥与上海的黄浦江上的几座桥,每年都会因大雾限行,而黄浦江隧道没有这个情况。

苏通大桥与苏通管廊直线距离相距1公里,它们分别印证了孙钧院士的两句话:在2003年至2008年,建设苏通大桥,让中国沿海的黄金大通道尽快在南通跨越长江天堑,大桥确实是一个现实的选择;如今,在中国工程技术条件发生突飞猛进、大盾构“卓越号”等“大国重器”应运而生之际,隧道不碍航、全天候的优势更是显露无遗。

“特高压”越江隧道,南通元素大起底

随着采访的深入,苏通管廊的设计单位、施工单位及其所用的特高压技术,在记者面前一一揭开了神秘面纱,令我们对这条即将贯通的过江通道倍感期待,愈加亲切。

苏通管廊隧道的设计单位是著名的中铁第四勘察设计院。铁四院是中国铁建旗下规模最大、实力最强的设计单位,也是和南通结缘最多的国字号设计单位之一。著名的沪通铁路和南通城市轨道交通总体规划、工程可行性研究报告均出自他们之手。此外,铁四院还是建设中的沪通长江大桥的两大监理单位之一,去年动工的南通城市轨道交通1号线一期工程的重要设计团队团员,今年即将开工的南通城市轨道交通2号线一期工程的总体设计单位。

苏通管廊的施工单位中铁十四局则是中国铁建旗下的一支施工劲旅。中铁十四局也是在南通工程施工任务最多的铁路与隧道施工的国家队。沪通铁路上的南通西站、南通城市轨道交通1号线一期工程的南通西站站,均出自中铁十四局。两站处于垂直正交状态,这意味着乘客可以在国铁与地铁之间零距离换乘,这是目前公认的最先进、最方便的换乘方式。中铁十四局还是南通城市轨道交通1号线一期工程04标段的施工主力,04标基本位于工农路沿线。中铁十四局的标段位于世纪大道路口,紧临南通报业大厦。目前,该标段已经进入地连墙的施工。

特高压技术是根据中国国情量身定制的“超级绿色电力高速公路”,实现了“煤从天上走,电送全中国”,变传统运煤为输电。在这个项目上,南通的新能源科技企业神马电力屡立奇功,用自己独创的科技解决了特高压架空线路绝缘这一世界级难题。神马电力掌门人马斌两度成为国家科学进步特等奖获奖团队的关键成员。目前,神马所生产的绝缘配件将用于淮上线苏通管廊的连接段。

在结束采访时,我们对苏通管廊的贯通更加满怀期待。我们盼望着在苏通大桥上游1公里处,在世界名舰“载机巡洋舰”旁,喜见“卓越号”在南通的土地上崭露头角。

记者 朱晖斌 朱蓓宁

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