“这是世界隧道史上的一个里程碑,也是中国由‘隧道大国’迈向‘隧道强国’的标志。”中国工程院院士钱七虎表示。在2025年11月底召开的江阴靖江长江隧道江底对接技术总结与成果交流会上,各位院士专家高度肯定了隧道江底对接技术的创新成果。
在长江54米深处,面对高水压、强渗透地层的“施工禁区”,一项关乎中国隧道“技术突围”的攻坚任务,让“中国冻结”跻身世界工程技术前沿。此次中煤矿建集团采用“冻结法”施工技术,以冰为甲、江底破局,在长江之下顺利攻克了富水软土地层盾构对接世界级难题。
以冻结技术 破无解之局
2023年2月8日,江阴靖江长江隧道A2标段重达5000吨的盾构机因主轴承保持架非正常损坏停摆,被困于长江水下54米深处。此处地质复杂,由中砂、中粗砂、粉细砂与粉质黏土交织而成,水压高达0.76兆帕。更严峻的是,在高水压富水软土地层中盾构机不具备更换主轴承条件,且更改线路工期长、成本高、影响大。经过论证,江底盾构对接成为最佳选择。但要实现这一目标,必须攻克核心难题——如何在完全封水的状态下拆除盾构机。这一课题在全球同类工程施工领域尚无实施标准和可借鉴案例,因此成为横亘在建设者面前的一道“世界级天堑”。

在这场关乎工程成败、行业声誉的战略抉择中,“冻结法”凭借“隔绝水土、稳定地层”的核心优势,成功进入专家团队视野。中煤矿建集团接到任务后,第一时间组建专班奔赴现场,面对“冻结帷幕厚度如何确定、冻结管如何穿透盾构壳体、如何应对冻胀融沉”等一系列难题,迅速联动矿山深井建设技术国家工程研究中心开启了一场“理论建模+实体试验”的协同战略攻关。
为验证“冻结法”施工的可行性,该集团开展了局部位置1:1盾构模型壳体取芯试验。通过反复优化刀具结构与材质,成功实现单刀具完成单个孔取芯;联合厂家研发高速全液压钻机,攻克高水压小倾角水平钻孔取芯关键技术,为方案落地提供坚实的理论支撑和设备保障。2023年5月12日,院士专家论证会正式敲定“冻结法”施工作为江底对接的核心技术路径。这场逆境中的战略抉择,标志着“中国冻结”施工技术首次向高水压、强渗透地层盾构对接世界级难题发起了冲锋。
以精益求精 绣毫厘之工
面对复杂地质条件与极限施工环境,中煤矿建集团项目团队以“坚持科技打头阵,下好创新先手棋”的战略思维,围绕核心技术环节开展攻关,一系列关键技术创新填补了国内外行业空白。
在冻结帷幕设计上,该项目团队联合设计、高校等单位论证确定“3+3排非对称布置”与“异步冻结”相结合施工方案。联合院校开展冻土性能参数试验,通过海量数据计算和模拟分析,最终将冻结帷幕厚度锁定为3.9米;采用“异步冻结”工艺,既节约了工期,又有效控制冻胀影响。针对异形空间冷排管安装难题,团队创新使用柔性管,不仅降低了安装难度,更保障了盾构壳体低温区的稳定性,有效减小了冻土纵向弱化风险。

实现冻结帷幕的首要前提,是在盾构壳体上完成363个高精度钻孔取芯,且定位精度偏差不超过0.9度。面对施工难题,该项目团队始终将技术创新作为破局攻坚的关键利器,研发出了高强度耐磨取芯钻头,优化了冻结管接头形式和施工工艺,同时创新采用了“四点一线校准定位法”“异种材质焊接工艺”。最终,施工全过程中无一根冻结管断裂,孔口管角度偏差控制在0.2度以内,远超设计标准,为后续施工筑牢了安全“防护网”。
针对冻胀融沉这一施工难题,该项目团队创新提出了注浆改良地层方案。考虑到传统注浆工艺易出现抱钻、钻杆掉落等问题,又创新采用“冻结钻孔+注浆一体化”新技术。同时,为解决注浆后单向阀密封不严的隐患,团队开展数十次模拟试验,形成了一系列可控技术措施,成功实现钻孔与注浆的无缝衔接,这项创新技术也填补了国内冻结施工领域的技术空白。
以专注专业 扬品牌之名
江底54米深处的施工环境,每一步都暗藏风险。在XD36首孔取芯施工中,钻机突发钻头跳动、孔口管磨损严重的异常情况。中煤矿建集团项目团队迅速商讨解决方案,经综合分析后,采取水泥封堵孔口管、磨损处增补补丁、在钻进方向的盾构环形肋板后方增设三角密封仓等措施,重新找正钻机、调整施工参数,最终成功完成首孔取芯,用“安全第一”的战略定力规避了重大安全风险,也展现了团队精准预判、快速响应的风险处置能力。
该项目团队在攻坚过程中,始终传承和弘扬新时代“猛虎”精神,将每一次难题都转化为成长的契机。施工人员坦言:“在这里学到的管理和技术都是最好的,为今后的成长积累了丰富经验。”正是这种“特别能战斗”的企业文化,支撑着项目团队最终提前93天完成全部冻结施工任务,创造了同类工程施工奇迹。
54米深的长江水下,3.9米厚的“冰封结界”,铸就了“中国冻结”施工技术的战略高地。中煤矿建集团江阴靖江长江隧道盾构江底对接冻结项目的成功,不仅是一项工程的胜利,更是“中国冻结”施工技术的一次战略突破,将推动“冻结法”施工技术在地下空间开发、跨江越海隧道建设等领域的广泛应用。
这条承载着区域发展希望的交通动脉,将有效缓解江阴长江大桥交通压力,提升长江干线过江通道通行效率,为长三角高质量一体化发展提供坚实的交通保障,也向世界展现中国基建的技术实力与战略担当,让“中国冻结”成为全球隧道工程领域的闪亮名片,为世界隧道建设贡献源源不断的中国智慧与中国标准。(樊远庭)
