超級(jí)工程曝光！中國將在長(zhǎng)江水下開高鐵，難度有多大？

要說長(zhǎng)江的水下高鐵，就不得不提一下領(lǐng)航號(hào)盾構(gòu)機(jī)。

領(lǐng)航號(hào)是專門為崇太長(zhǎng)江隧道打造的高鐵泥水平衡盾構(gòu)機(jī)，也是目前世界上直徑最大的同類設(shè)備。它的核心優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在尺寸、掘進(jìn)能力、水壓耐受、智能化等多個(gè)方面，應(yīng)用于崇太長(zhǎng)江隧道工程。

領(lǐng)航號(hào)開挖直徑15.4米，整機(jī)總長(zhǎng)約148米，總重約4000噸，其中主機(jī)重2600噸，刀盤重400噸，面積超過186平方米。它需要獨(dú)頭掘進(jìn)11.325公里，這個(gè)隧道也是目前全球高鐵獨(dú)頭掘進(jìn)距離最長(zhǎng)的，水下最深可達(dá)89米。

硬件方面，它的刀盤采用復(fù)合設(shè)計(jì)，能適應(yīng)多種復(fù)雜地層，配備280把各類刀具，開口率35%，刀具用高耐磨材質(zhì)制成，可智能監(jiān)測(cè)并自動(dòng)換刀。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有16臺(tái)變頻電機(jī)，總功率6300kW，扭矩18000kN·m，主軸承為超長(zhǎng)掘進(jìn)專門定制。密封系統(tǒng)有第六道盾尾密封，能承受水下89米的水壓，可實(shí)現(xiàn)零涌水、零沉降。

它搭載I-TBM智能掘進(jìn)系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)智能掘進(jìn)、拼裝等九大智能功能和兩項(xiàng)同步作業(yè)，具備壓力自適應(yīng)、云端自決策等四大自主能力。機(jī)身裝有上萬個(gè)傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)，提前預(yù)警故障，隧道成型誤差控制在±5mm內(nèi)。

工程中，它一次性完成11182米江底掘進(jìn)，創(chuàng)下15米級(jí)盾構(gòu)世界紀(jì)錄，月最高掘進(jìn)718米，平均600米。穿越長(zhǎng)江刀鱭保護(hù)區(qū)時(shí)，實(shí)現(xiàn)渣土密閉運(yùn)輸、污水循環(huán)和零污染。它打破了國外技術(shù)壟斷，為后續(xù)跨江跨海工程提供了裝備和方案。

而且，盾構(gòu)機(jī)施工最難的，是控制壓力。以崇太隧道為例，它最深處在長(zhǎng)江底89米的地方，這個(gè)深度的水壓，差不多相當(dāng)于30層樓那么高的水柱壓在上面。盾構(gòu)機(jī)內(nèi)部土倉的壓力，必須和外部的水壓精確對(duì)上，誤差不能超過0.1個(gè)大氣壓。壓力太高會(huì)爆，太低的話，江水就會(huì)倒灌進(jìn)隧道里。

十五年前，中國造不出像樣的盾構(gòu)機(jī)，所有盾構(gòu)機(jī)都得靠進(jìn)口，一臺(tái)就要3億。而現(xiàn)在，國產(chǎn)盾構(gòu)機(jī)已經(jīng)占了全球70%的市場(chǎng)，甚至還能出口到德國。這才是真正的科技自主，科研造福于民。

說完盾構(gòu)機(jī)，再來看看施工難度，崇太長(zhǎng)江隧道創(chuàng)下了四項(xiàng)世界紀(jì)錄，分別是最長(zhǎng)獨(dú)頭掘進(jìn)、最大直徑、最高時(shí)速、最深江底，這四個(gè)紀(jì)錄疊加在一起，讓它的施工難度達(dá)到了世界級(jí)水平，具體難在這五個(gè)方面。

第一個(gè)也是最核心的挑戰(zhàn)，是超深的江底深度和超高的水壓。這條隧道江底最深處有89米，差不多是30層樓的高度。對(duì)應(yīng)的最大水壓接近0.9MPa，換算下來，每平方米要承受近90噸的壓力，簡(jiǎn)單說就是指甲蓋上要站9個(gè)成年人。這種情況下，施工時(shí)只要有一點(diǎn)疏忽，就可能出現(xiàn)突水、涌泥的情況，嚴(yán)重的話還會(huì)導(dǎo)致江水倒灌，后果不堪設(shè)想。

第二個(gè)挑戰(zhàn)是地質(zhì)條件極端復(fù)雜，長(zhǎng)江入海口的地層被稱為地質(zhì)博物館，從上到下軟硬交錯(cuò)，給施工帶來了很大麻煩。上部是30到50米厚的淤泥質(zhì)軟土，挖隧道的時(shí)候就像在豆腐里打洞，很容易坍塌；中部是高壓富水砂層，透水性非常強(qiáng)，很容易出現(xiàn)滲水問題；下部則是堅(jiān)硬的花崗巖，硬度達(dá)到180MPa，和鋼板差不多硬。除此之外，地層里還夾雜著沼氣、鈣質(zhì)膠結(jié)巖、沖刷槽等，對(duì)盾構(gòu)機(jī)的刀盤、密封系統(tǒng)和推進(jìn)系統(tǒng)，都是極大的考驗(yàn)。

第三個(gè)挑戰(zhàn)是超長(zhǎng)距離、超大直徑的盾構(gòu)掘進(jìn)。施工使用的領(lǐng)航號(hào)盾構(gòu)機(jī)，要獨(dú)頭掘進(jìn)11.3公里，中間沒有任何檢修通道，一旦盾構(gòu)機(jī)出現(xiàn)故障，幾乎沒有辦法進(jìn)行救援。而且這臺(tái)盾構(gòu)機(jī)的規(guī)模很大，刀盤直徑有15.4米，差不多5層樓高，整機(jī)重量4000噸，長(zhǎng)度148米，這么大的設(shè)備，在掘進(jìn)過程中控制姿態(tài)的難度非常大。同時(shí)，對(duì)掘進(jìn)精度的要求也極高，需要做到厘米級(jí)的精準(zhǔn)控向，確保隧道軸線不偏移，否則會(huì)影響后續(xù)高鐵的通行安全。

第四個(gè)挑戰(zhàn)是高鐵級(jí)的振動(dòng)和防水控制。350公里/小時(shí)的高鐵通過隧道時(shí)，產(chǎn)生的振動(dòng)是普通地鐵的5倍以上，如果不采取有效的減震措施，長(zhǎng)期下來會(huì)導(dǎo)致隧道結(jié)構(gòu)疲勞、產(chǎn)生共振，影響隧道的使用壽命。因此，施工時(shí)必須采用浮置板道床、阻尼減震層、柔性連接等技術(shù)，來減少振動(dòng)帶來的影響。防水方面，隧道采用了P12最高防水等級(jí)，搭配雙道密封+注漿加固的體系，目的就是確保隧道百年不漏水，畢竟水下隧道一旦漏水，后果非常嚴(yán)重。

第五個(gè)挑戰(zhàn)是運(yùn)營(yíng)安全和應(yīng)急救援。這條水下隧道全長(zhǎng)14公里，屬于封閉的水下空間，一旦發(fā)生火災(zāi)、列車故障等突發(fā)情況，人員疏散、排煙和救援的難度都非常大。為了解決這個(gè)問題，隧道在設(shè)計(jì)時(shí)做了專門的規(guī)劃，每500米設(shè)置一個(gè)人行橫通道，每1公里設(shè)置一個(gè)車行橫通道，隧道中部還設(shè)置了緊急停車帶，通過這些設(shè)計(jì)，構(gòu)建立體的應(yīng)急救援網(wǎng)絡(luò)，最大限度保障運(yùn)營(yíng)安全。

說完施工難度，再說說大家最關(guān)心的票價(jià)問題，答案很明確，大概率不會(huì)明顯更貴，和同里程的地面高鐵票價(jià)基本持平。應(yīng)該沒有粵西的水魚號(hào)這種問題出現(xiàn)。

首先看高鐵的定價(jià)邏輯，中國高鐵票價(jià)的核心是按運(yùn)營(yíng)里程計(jì)算，在此基礎(chǔ)上，結(jié)合出行時(shí)段、席別、客流情況，實(shí)行市場(chǎng)化浮動(dòng)定價(jià)，并不會(huì)因?yàn)槟骋欢尉€路有隧道，就單獨(dú)加收過江隧道費(fèi)。崇太長(zhǎng)江隧道只是滬渝蓉高鐵的其中一段，不會(huì)單獨(dú)定價(jià)，而是納入整條滬渝蓉高鐵的里程中統(tǒng)一計(jì)算。參考目前的高鐵定價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，崇明到上海寶山站的距離大約30公里，預(yù)計(jì)票價(jià)在20到25元之間，和同里程的地面高鐵票價(jià)基本一致，不會(huì)有明顯差距。

其次，很多人擔(dān)心工程投資大，會(huì)導(dǎo)致票價(jià)上漲，其實(shí)這種擔(dān)心沒必要。崇太長(zhǎng)江隧道的總投資確實(shí)很大，但這些投資并不是由乘客承擔(dān)，而是由國家戰(zhàn)略投入、鐵路建設(shè)基金和地方政府共同承擔(dān)，不會(huì)把高額的建設(shè)成本完全轉(zhuǎn)嫁給乘客。而且高鐵票價(jià)由國鐵集團(tuán)統(tǒng)一調(diào)控，既要兼顧公益性，讓更多人能坐得起高鐵，也要考慮運(yùn)營(yíng)的可持續(xù)性，不會(huì)因?yàn)槟骋欢喂こ淌┕るy度大、投資高，就大幅提高票價(jià)。對(duì)比之下，再次對(duì)粵西水魚號(hào)表達(dá)本人的憤怒。

從實(shí)際出行成本來看，坐這條水下高鐵甚至更劃算。目前從崇明開車到寶山，大約需要2小時(shí)，油費(fèi)加上過路費(fèi)，總共要超過40元。而等到崇太長(zhǎng)江隧道通車后，高鐵從崇明到寶山只需要17分鐘，預(yù)計(jì)票價(jià)22元左右，不僅時(shí)間節(jié)省了一大半，費(fèi)用也減少了近一半。而且從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，這條隧道通車后，上海到合肥的通行時(shí)間會(huì)縮短30%以上，上海到成都的通行時(shí)間會(huì)壓縮到7小時(shí)以內(nèi)，對(duì)于經(jīng)常出行的人來說，節(jié)省的時(shí)間價(jià)值，遠(yuǎn)大于票價(jià)可能出現(xiàn)的微小差異。

總結(jié)一下，崇太長(zhǎng)江隧道的施工難度屬于世界級(jí)天花板，集中了超深江底、超高水壓、復(fù)雜地質(zhì)、超長(zhǎng)盾構(gòu)掘進(jìn)、高鐵級(jí)振動(dòng)控制和應(yīng)急救援等多重挑戰(zhàn)，是中國基建實(shí)力的集中體現(xiàn)。而票價(jià)方面，不會(huì)因?yàn)槭┕るy度大就明顯上漲，將按照里程統(tǒng)一定價(jià)，大概率和同里程地面高鐵持平，甚至因?yàn)橥ㄐ行侍嵘兊酶觿澦恪ｋS著這條超級(jí)工程的推進(jìn)，未來長(zhǎng)江兩岸的交通會(huì)更加便捷，也會(huì)進(jìn)一步帶動(dòng)沿線地區(qū)的發(fā)展。