海底深处创纪录
2026年4月，一台在中国南部最繁忙水道之一的海底作业的大型中国盾构机，达成了一项同类工程从未实现过的里程碑。国产掘进设备“深江1号”将珠江口隧道推进至海床以下113米，创下已建成海底高速铁路隧道最深纪录。这一成就标志着全长116公里的深江铁路取得关键进展。该项目旨在联通经济重镇粤港澳大湾区东西两岸。铁路建成后，深圳至江门的行程将缩短至一小时以内，深圳前海至广州南沙也只需约30分钟。
隧道全长13.69公里，穿越东莞与广州之间的河口，其中约11.05公里位于水下。工程师预计，隧道开挖最深处还将达到116米，之后才开始向对岸爬升。在这一深度，工程面临接近11巴的静水压力，大致相当于潜水员在极深海域承受的巨大压力。在这种条件下，工人无法安全抵达开挖面，因此整个掘进作业都必须依靠远程控制和自动化系统完成。这样的环境容不得半点差错，任何压力失衡都可能导致突发涌水、土体失稳和灾难性的结构损坏。
钢铁巨龙作业中
这项工程壮举的核心是“深江1号”泥水平衡盾构机，由中国铁路工程集团有限公司所属中铁十四局制造。该设备长约130米，重达3,800吨，刀盘直径约13.42米，是目前全球海底铁路项目中直径最大的盾构机之一。刀盘上装饰着舞狮图案，体现广东省的文化传承，但设备本身纯粹用于工业作业。这台机器完全由中国自主设计和制造，拥有完整的自主知识产权。其整体设计耐压能力最高达12巴，足以应对随深度增加而不断加大的极端静水压力。
自2021年12月始发以来，“深江1号”已连续作业四年多，在盾构机遭遇过的最恶劣地质条件之一中掘进超过4公里。日均仅推进约两米，对外行而言或许显得缓慢，但这反映的是地形条件极其复杂，而非设备动力不足。机器必须根据地层变化不断调整转速、泥浆压力和推进速度，沿途穿越从松软海相黏土到完整花岗岩等多种地层，后者的抗压强度超过124兆帕。地质层可能毫无征兆地从软沉积层转为坚硬结晶岩，因此每推进一米都需要精细校准。
深度为何改变一切
珠江口拥有华南地区最复杂的地质剖面之一。隧道线路穿越13种不同地层、5种复合岩层和历经数百万年形成的6条断裂带。每种地层受到这台3,800吨设备扰动时的反应都不相同。刀盘通过时，松软海相黏土可能流动、位移；细砂在持续振动下则有液化风险。破碎岩层可能毫无预警地坍塌成块，坚硬花岗岩则会迅速磨损刀具，其抗压强度超过124兆帕。施工前期，一段长490米、岩层不均且水压特别高的断裂带带来了尤为严峻的风险，工程人员必须持续调整参数，保持开挖面稳定，并防止隧道上方地面沉降。
静水压力每增加约10米深度就会上升约1巴。在目前创纪录的113米深处，周围水体和土层对隧道结构施加的压力接近11巴。隧道达到最深处116米时，压力将达到1.06兆帕。作为参照，这相当于将超过10公斤的力集中施加在指甲盖大小的面积上。如此巨大的压力要求每个结构部件都能承受远超普通铁路隧道所面临的作用力。项目启动前，国内没有可比的工程经验或设计标准，施工团队只能在推进过程中自行制定规范。高压与地质条件难以预测相结合，解释了为何“深江1号”有时连续作业一整天也只能推进两米：操作人员必须在每个阶段确认稳定后才能继续。
泥浆、混凝土与毫米级精度
为在这种条件下保持稳定，施工人员采用泥水平衡盾构法。这项技术对于在饱和土层中修建深水隧道至关重要。施工时，工程人员将一种吸水性黏土膨润土调制成浓稠泥浆，用以支撑开挖面，防止水土涌入隧道。“深江1号”配有两套相互连通的泥浆循环系统，如同设备的循环系统。第一套系统将新鲜膨润土泥浆直接送入刀盘后的加压舱，形成一道防护屏障，其压力经过精确调节，与外部水土压力恰好平衡。压力过低，开挖面就会失稳，面临突然坍塌或涌水的风险；压力过高，则可能使周围土体变形，危及整个作业的安全。
第二套系统通过管道网络将含有渣土的泥浆输送回地面。在分离站，工作人员滤出开挖产生的岩石和黏土，再对膨润土进行处理和回收，以便在隧道施工中重复使用。设备连续作业一小时所排出的物料，约可装满一辆油罐车。与此同时，在开挖舱后方，机器人拼装机以毫米级精度安装预制混凝土衬砌管片。每一环隧道由9块弧形管片组成，每块宽约两米。这些管片必须严丝合缝，形成可防水、设计使用年限达100年的结构，同时支撑时速250公里的高速列车轨道。若在全长13.69公里的隧道中累积出现哪怕轻微的错位，都可能扭曲轨道几何形态、引发振动，并危及乘客舒适度和长期运营安全。
会“自我修复”的工具
深度、压力和复杂地质条件相互叠加，迫使中国工程师开发出远超常规隧道设备能力的解决方案。首项重大创新，是让“深江1号”能在极高压力下更换磨损刀具，而无需派工人进入舱内。传统设备进行这类维护时，通常需要专业潜水员，并经过漫长的减压流程，导致工程停滞数日。第二项突破是原位拆解系统，使施工人员能够在海床下的狭小空间内拆解设备，因为河口沿线并非所有位置都具备适合大型设备整体出洞的竖井。这项能力十分重要，因为沿线地质条件差异极大，设备可能需要在无法修建常规竖井或修建成本过高的地点拆出或改造。
其他技术进展还包括不稳定土层的即时沉降控制、通过嵌入式传感器持续监测掘进参数、加压舱热管理系统、极深处运行的冗余通信网络，以及应对突发涌水或压力骤升等地质事件的应急预案。中国铁建已将这些技术记录为可复制的系统，供未来水下工程采用。中国规划者并未将珠江隧道视为孤立的单项成就，而是把它当作新一代水下通道的产业试验场。这些通道未来有望服务于全球其他复杂河口地区的铁路、公路和物流走廊。在海床以下113米维持压力平衡所积累的经验，将为未来设备应对更深或更长的海底通道提供参考。
人工智能遇上基岩
“深江1号”提供强大的掘进能力，一系列数字化系统则为工程提供“大脑”。中国铁路隧道集团部署了其称为“八大智能系统”的技术，管理中国埋深最大、水压最高的铁路隧道建设。这些系统涵盖智能掘进、管片拼装、协同管理、诊断、监测、构件生产、物资管理和通风。智慧管理平台将实时监测、协同管理、辅助掘进指导和大数据分析整合为统一的运营视图。2024年世界隧道大会在深圳举行期间，国际专家到现场考察了这些系统在实际极端条件下的运行情况。
智能掘进系统采用神经网络、机器学习和预测算法，在刀盘遇到地层之前预判其地质特征。边缘反馈控制可让设备在不到一秒的时间内自动调整参数；如果传感器检测到异常压力或温度骤升，紧急熔断控制系统则可立即停机。中国铁路隧道集团总工程师洪开荣表示，更宏大的目标不止于这一项工程。
随着我们推进智能隧道建造的研发工作，我们致力于打通建设与运营之间的数据壁垒，从而为这一领域树立新的标准。
近期，该项目还成为中国首个专为隧道及地下空间领域开发的垂直大模型的试验场。这个由国家隧道掘进机工程技术研究中心发布的人工智能系统，利用773个工程项目的数据和1,200亿条施工记录，使隧道建设更安全、更高效。该模型已应用于珠江口隧道，标志着隧道施工向全面数字化迈出一步。
缩短大湾区距离
深江铁路不仅是一项工程建设项目，也是中国推进大湾区一体化国家战略的重点项目之一。粤港澳大湾区约有8,600万人口，地区生产总值合计接近2万亿美元。珠江口目前构成一道重要的地理屏障，往来东岸深圳、香港与西岸广州、江门、中山之间的旅客，只能乘船或驾车，行程往往超过两小时。新铁路将把深圳至江门的行程缩短至一小时以内，深圳机场东至南沙也只需约半小时。
线路将连接7座车站：西丽、深圳机场东、滨海湾、南沙、中山北、横栏和江门。其中西丽和深圳机场东为地下车站。深圳机场东站建筑面积达487,500平方米，乘客可在5分钟内换乘高铁、地铁或搭乘飞机。4座车站将采用高架结构，江门站则设于地面。该线路是中国“八纵八横”高速铁路网东部沿海通道的一处关键缺口。这一网络旨在连接世界上人口最多国家的主要人口中心。
交通时间缩短预计将改变该地区的经济地理格局。居住在江门或中山的劳动者将能更便捷地前往深圳就业，制造商也更容易连接河口两岸的生产链和自由贸易区。在如此人口稠密的地区，交通每节省一分钟，都能直接带来生产率提升和劳动力市场扩展。未来几十年，这条隧道将影响企业选址建厂、家庭购房以及中国最具生产力的地区之一如何在各城市间分配增长。
向2028年最后冲刺
深江铁路于2024年全面开工，预计2028年建成。珠江口隧道是整个线路中技术难度最高的单项工程，其进度实际上决定着全线工期。虽然“深江1号”已经掘进至海床以下113米，但最深处116米仍在前方，随后设备才会转向上行，驶向西岸。经过四年多连续作业，这台盾构机已证明，中国自主设计的设备能够在此前铁路隧道从未挑战过的条件下可靠运行。
该项目带来的知识产权成果已远远超出隧道本身。项目团队已申请5项发明专利和7项实用新型专利，并发表17篇技术论文，为地质条件相似的未来工程提供指导。这些成果涵盖机械创新和智慧建造技术，包括先进地质预测工具，以及能在恶劣地下环境中保障施工质量的自动焊接机器人。在海床以下113米采集的资料和数据，将为中国国内乃至可能的海外其他复杂河口水下通道规划提供参考。
铁路开通后，将加入中国目前已投入运营的超过45,000公里高速铁路线路，使中国继续拥有全球规模最大的高速铁路网。然而，即使置于这一庞大网络中，珠江口隧道仍独树一帜。它突破了高压环境下隧道施工的工程极限，并验证了新一代国产设备、人工智能工具和施工方法。对大湾区数百万居民而言，这条隧道意味着通勤更快、经济联系更紧密；对全球工程界来说，它为水下铁路建设树立了新的标杆。
要点
- 珠江口隧道于2026年4月掘进至海床以下113米，创下世界纪录，成为已建成的最深海底高速铁路隧道。
- 国产“深江1号”盾构机历时四年掘进超过4公里，穿越13种地层、5种岩层和6条断裂带。
- 最深处的静水压力将达到1.06兆帕，工程需采用远程控制的泥水平衡盾构技术和设计使用年限达100年的预制混凝土衬砌。
- 采用机器学习和神经网络的“八大智能系统”为掘进作业提供指导，中国首个隧道施工垂直大模型也已投入应用。
- 全长116公里的深江铁路预计于2028年开通，届时深圳至江门的行程将缩短至一小时以内，进一步促进粤港澳大湾区经济发展。
