穿越长江，对于管道设计院来说，并不陌生。在西气东输一线、二线，忠武线等工程中，管道设计院多次主导设计了盾构、定向钻等方式的穿江工程，已经具有丰富的技术经验。然而，这次穿越绝不一般。

长江盾构穿越位于南通市海门区和常熟市之间，地处长三角地带，经济发达、水网密布。这个工程具有“重、长、高、险、难”五大特点，是中俄东线的“咽喉”工程，重要性极高，需要穿越软土地层，单向掘进达10.226公里，是世界首例。长江穿越处水深大、冲刷深度大，盾构隧道将承受0.73兆帕高水压。工程穿越长江主航道、常熟港海轮锚地、长江刀鲚水产种质资源保护区等诸多重要区域，面临高水压换刀、长距离掘进、深大竖井降水、长距离穿越沼气地层、环境敏感区、三管同隧等诸多难题，设计、施工难度和风险极大。

詹胜文是穿跨越领域的技术专家，也是长江盾构穿越的设计项目经理。几年前，他带领团队成功攻克中俄东线黑龙江盾构的一系列技术难题，打了一场漂亮仗。但是面对长江穿越的“五大特点”，他心里没了底。

超长隧道、超高水压、近7米高江底隧道、3条1422毫米管道敷设和抢修等，都需要可靠的技术支撑，却都没有经验可循。詹胜文和团队到处搜集国内外长距离盾构技术资料，他们一边学习，一边拜访同济大学、西南交通大学、中国地质大学等高校专家，联系中铁隧道局、中铁装备公司、长江委勘测设计院、中交规划院等行业著名的盾构设计、咨询、制造单位，还曾咨询日本早稻田大学教授，对已建成的日本东京湾东西联系煤气管道隧道等国外工程进行了深度调研。

技术资料是基础，创新才是破解难题的关键。为顺利穿越长江，管道设计院穿跨越室90%的人员都参与其中。他们群策群力，从科研立项入手，开展了《高水压环境下盾构进舱作业技术研究》《非常规盾构隧道穿越设计施工关键技术研究》《盾构穿越沼气地层对盾构管片力学影响分析》《超高水压下盾构防水密封技术研究》等多项课题研究，与中海油有关单位进行了泡沫混凝土与管片及3PE管道的力学性能实验，同时进行了10个专题设计、5个技术专篇，对于盾构进出洞风险防控、竖井风险控制与方案选择、环片结构及密封、大口径管道安装、大坡度隧道变形控制等深入研究，取得了一系列创新成果。

这些创新成果解决了诸多工程难题。例如，针对高水压对管片接缝防水挑战，设计团队首次采用了“两道弹性密封垫+最外侧海绵橡胶条+内侧嵌缝接缝”的多道防水结构设计，解决了隧道施工漏水渗水难题；针对隧道内曲线段管道安装难题，采用“直管段+小角度冷弯管+直管段”方式，保证了将来隧道内弯管焊接施工。同时，MJS超高压旋喷桩工艺、管片接缝多道防水结构、智能巡检机器人、分布式光纤泄漏监测系统、泡沫混凝土等十余项新技术、新工艺都在油气管道领域首次亮相。

“每一项技术创新都是前所未有的挑战，我们就像过关斩将一样，不停地迎接解决各种难题。”该工程技术经理王丽回忆。“虽然过程很辛苦，但是很有成就感。”

超长距离盾构隧道施工，只有可靠的施工装备才能化解安全隐患。长江盾构穿越单向掘进超10公里，并且在最高73米高水压、透水地层进行刀具更换，安全风险极大。

设计是工程的先导，每一施工环节、每一技术领域都要提前设计好。为保证施工安全和一次盾构掘进成功，设计团队经过仔细研究，针对性地提出盾构设备高水压常压换刀配置、长距离泥水环流、主轴承密封、刀盘刀具配置等技术要求。

当时国内尚无此类装备，设计人员与施工方一起，一家家拜访盾构机制造厂商，提供技术参数，共同研究盾构机设计配置问题。通过一次次调研、数值模拟和实验，最终，为长江盾构穿越工程量身定制、全长146米的“畅通号”盾构机从厂家下线，成为我国自主研制的世界最小直径常压刀盘盾构机。

在管道设计院的设计技术支持下，这台盾构机破解了超长距离超高水压下换刀的难题，化解了超高水压换刀风险，尤其针对性地进行了防爆和耐磨设计，配备了沼气自动监测系统、自动通风系统、盾尾间隙自动测量系统、管片自动选型等多项智能系统，让盾构施工更安全、更环保、更智能。其中，光是常压刀盘研制技术一项，就节省工程投资上亿元，缩短工期近5个月。

据施工方介绍，“畅通号”在此次隧道掘进中表现卓越，自去年5月18日始发后，平均每日掘进19米，最快月掘进超过1000米，创造了泥水盾构机单月掘进世界最快纪录。

除了盾构机，设计团队针对即将在隧道内开始安装的3条直径1422毫米管道，研究设计出管道支座可调节小车，可运输18米长钢管，并作为管道支撑，减去二次吊装下管工序，提高施工安全系数，最大限度缩短管道安装工期。

同时，设计团队还设计了隧道内智能巡检轨道机器人、竖井内弯管应力应变监测、光纤预警系统等智能设备，这些设备系统将在管道运营期减轻运维人员的工作负担，减小安全风险，提升巡检频次和巡检质量，推动管道智能化建设。

长江盾构穿越点所处的长江入海口是江海洄游鱼类的重要通道，也是国家级水产种质资源保护区。

“设计过程中，坚决不踩环保红线是我们所有设计人员的共识。”詹胜文强调说。

工程前期，相关专业机构对项目的环境影响、水产种质保护区影响、水土保持、洪水影响、通航等均作了专项评价，设计人员把评价报告提出的措施100%落实到设计方案和图纸中。

在环保方面，管道设计院从设计源头管控，在设计方案中明确设置专职环境监督人员，组织环境保护培训，邀请当地水土保持和环境监测部门进行监督指导，施工避开刀鲚等鱼类主要繁殖季节，回收废水废物等等内容。

这些措施在每一个设计方案、每一个技术文件，甚至每一张设计图纸中，都有了明确规定，都融入了设计人员保护好长江的情怀。

施工期间，由于物料装卸、运输、堆放、拌合，工程机械、车辆行驶会产生尘埃和废气。设计中采用了大量防尘措施，采用塑料编织布对料堆进行覆盖，工地实施半封闭隔离施工，如防尘隔声板护围等措施，以减轻施工扬尘对周围空气影响。

尤其对弃渣的处理，设计人员更是费尽了心思。该工程规模巨大，隧道施工开挖出巨大土石方量。工程周边用地紧张，难以找到弃渣场。设计人员沿江走访多地，最终在上游找到弃渣点，并提出隧道渣土在现场分离后，直接由管道输送到船上，由第三方对河运弃渣运输跟踪监测，确保弃渣不会对环境和河道造成污染。

长江盾构穿越工程是我国油气管道领域的一个里程碑工程，技术难度高、意义重大，管道设计院作为设计单位，充分发挥了数十年深耕能源工程领域的技术优势，既实现了高端技术的突破，又做到了安全可靠、节能环保，为保护长江生态环境发挥了积极作用。

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