指甲大小扛8.5公斤压力！深海换刀难如登天，国产设备把活干成了

万米深海之下，两台数千吨盾构机相向掘进一万多米，最终碰头误差竟不到2厘米，还没一枚硬币厚！这就是甬舟铁路金塘海底隧道，全球首条深海高铁隧道，重重世界级难题正被国产技术逐个攻破。

这就是现在正在施工的甬舟铁路金塘海底隧道。这条隧道全长16.18公里，光是在海底下用盾构机挖的部分就有11210米，设计时速250公里。

都知道在陆地上修高铁中国早就轻车熟路，但在海底下挖这么长、水压这么大、还要两头对进分毫不差的高铁隧道，全世界这还是头一次。

项目论证初期，不少国内外专家并不看好这个方案，认为深海盾构双向对挖、最后海底对接的风险太高。

以往的跨海工程，大多只有两种施工思路。英法海峡隧道，穿行的地层以质地均匀、偏软的泥灰岩为主，施工条件稳定；港珠澳大桥的海底隧道，则是预先在工厂做好隧道管节，沉放到海床沟槽内拼接成型。

金塘水道的地质，远比这些工程复杂。隧道要穿越28段软硬相差悬殊的地层，还要穿过8条地质断裂带。部分区域上层泥土松软如浆，下层岩石硬度却高达240兆帕，强度是普通建筑混凝土的8倍多。

陆地隧道施工遇到硬岩，随时可以停机，打竖井直达掌子面，方便工人检修、更换刀具。但金塘水道最深位置距海面93米，水土压力达0.85兆帕。

简单来说，一枚指甲大小的区域，就要承受8.5公斤的压力。高压之下海水极易渗入岩层，传统高压进舱换刀很难实施。

旧工艺下，工人进舱检修只能短暂作业，出舱需要十多个小时减压，一旦操作不当会患上减压病，工程进度会严重受阻。掘进硬岩时刀具损耗极快，有时仅仅推进几十厘米，就要停机检修。

更大难点在于对接。两台盾构机从两端同时向海底掘进上万米，海底没有自然光，也没有肉眼可见的参照物。一旦碰头位置偏差几十厘米，轨道就无法铺设，250公里时速的高铁更无从谈起。

要把对接误差控制在2厘米以内，这几乎是不可能完成的任务。

那么，既然条件这么恶劣，为什么这次施工不仅推进下去了，而且各方面的偏差控制得极其严格？原因在于整个工程从测量、定位到换刀设备，全部用了一整套全新的国产技术方案。

在漆黑的海底，盾构机没法靠卫星导航定位，海水和土层会完全屏蔽卫星信号。工程团队先在宁波、舟山两岸搭建跨海高精度基准网，依托北斗统一两岸坐标。

两台直径14.57米的盾构机下井后，搭载陀螺经纬仪，它不靠卫星，依靠地球自转找准正北方向，掘进一段就自动校准航向，抵消长距离掘进产生的偏移。

当两台盾构相距只剩约100米，地层微震探测、超声波测距系统同步启动。设备向岩层发射声波、感应信号，互相测出对方的位置与刀盘角度，把毫米级实时数据传回操作台，工人据此微调推力，保证对接精度。

解决了定位，还要攻克海底换刀难题。面对240兆帕的坚硬岩石，团队用上国产饱和带压进舱设备。工作人员一次性把舱内压力调到和海底工作面一致，工人可在舱内吃住轮班，不用反复加压减压，规避减压病风险。

施工团队曾在80多米深海一次性更换维修104把重型滚刀，创下国内同类施工纪录。

盾构机还设计了常压换刀结构，工人能在刀盘内部的保护空间更换零件，不用直面高压海水。这套全套国产技术，让这台长135米、重4350吨的巨型盾构，在漆黑深海沿着预定路线稳定向前掘进。

随着多项技术难题陆续攻克，金塘海底隧道的施工模式迎来明显升级。在项目现场，国内首次实现超大直径泥水盾构机地面远程操控。

盾构司机在距离地下作业面约4公里的地面中控室，依托屏幕上的各类监测数据操作设备，就能引导海底盾构精准切削地层岩石。

后台AI大模型持续采集刀盘扭矩、泥浆进出压力、出土量等参数。当地层变硬或是压力出现波动时，系统能在极短时间内给出参数调整建议，减少以往依靠人工经验反复试错的掘进模式，提升施工的稳定性。

工程安排两台盾构相向掘进，宁波侧“甬舟号”掘进4940米，舟山侧“定海号”掘进6270米，两台设备将在海底完成对接，轴线误差控制在2厘米以内。

对接到位后，项目采用海中原位拆解方案：施工团队利用人工冷冻技术，将周边水土冻结形成密闭冰墙，隔绝海水渗入。

盾构机外层厚钢壳会留在原地，充当隧道永久支护；主轴承、电机等昂贵核心部件，拆解后顺着已经成型的隧道运回地面。

这套工法不用在海面新建大型人工岛来吊装盾构设备，可节约数亿元工程投入，同时降低对金塘水道这条繁忙国际航道的通航干扰。

按照当前计划，隧道预计2028年建成通车。这条铁路投用后，舟山群岛将迎来首条铁路，宁波至舟山的通行时间缩短至30分钟以内，杭州到舟山大约1小时可达。

这条通道的价值，不只体现在通勤时间缩短。舟山布局有重要深水港区与大宗商品储运基地，高铁隧道打通后，能够把东海前沿区域接入长三角陆路交通网络。

项目在高水压、破碎复杂地层的深海环境中，完成万米级海底隧道高精度对接，在实践中验证了整套施工工艺、控制算法与成套装备，提升国内大断面水下隧道建设能力。

这次工程积累的实测数据与成熟工法，后续有机会应用到国内其他跨海通道项目，也为我国在跨海高铁工程领域使用自主技术标准，打下扎实基础。