海底深處的新紀錄
2026年4月，一台在中國南方最繁忙水道之一地下作業的大型中國隧道掘進機，達成了同類工程前所未有的里程碑。國產「深江一號」掘進機將珠江口隧道推進至海床下113公尺，創下全球已建成最深海底高速鐵路隧道的新紀錄。這項成就代表全長116公里的深圳至江門高速鐵路取得關鍵進展。這項工程旨在串聯經濟發展至關重要的粵港澳大灣區東西兩岸。鐵路完工後，深圳至江門的行車時間將縮短至不到一小時，而深圳前海至廣州南沙一段約需30分鐘。
隧道全長13.69公里，從東莞延伸至廣州，穿越珠江口，其中約11.05公里位於水面下。工程人員預計，隧道開挖深度將進一步達到116公尺，之後才開始朝對岸爬升。在這樣的深度，工程面臨接近11巴的靜水壓力，約相當於潛水員在極深海域承受的巨大壓力。在這種條件下，工人無法安全進入開挖面，因此整個切削作業都必須透過遠端操控與自動化系統進行。施工環境容不得任何差錯，壓力一旦失控，便可能造成海水突然湧入、土層失穩及結構嚴重受損。
鋼鐵巨龍投入作業
這項工程壯舉的核心，是由中國鐵建第十四工程局製造的泥水式盾構機「深江一號」。機身長約130公尺，重3,800公噸，刀盤直徑約13.42公尺，是目前全球海底鐵路工程中使用的最大直徑盾構機之一。刀盤上裝飾著舞獅圖案，展現廣東省的文化傳承，但機器本身的用途純粹是工業施工。這台機器完全由中國自主設計製造，並擁有完整的國內智慧財產權。其設計耐壓能力最高達12巴，可抵禦隨深度增加而升高的極端靜水壓力。
自2021年12月啟動以來，深江一號已連續作業逾四年，在隧道掘進機所遭遇過最嚴峻的地質條件之一中前進超過4公里。平均每天僅推進2公尺，外界看來或許緩慢，但這樣的速度反映的是地形極其困難，而非機械動力不足。機器穿越從鬆軟海相黏土到完整花崗岩等不同地層時，必須持續調整轉速、泥水壓力與推進速度；花崗岩的抗壓強度超過124百萬帕。地質層可能毫無預警地從軟質沉積物轉為堅硬結晶岩，因此每前進一公尺都需要仔細校準。
深度如何改變一切
珠江口的地質剖面是中國南方最複雜的地質環境之一。隧道路線穿越13種不同地層、5種複合岩層，以及歷經數百萬年形成的6個斷層帶。每種地層受到重達3,800公噸的機器擾動時，反應都不相同。刀盤通過時，鬆軟海相黏土可能流動、位移；細砂則有長時間震動下液化的風險。破碎岩層可能毫無預警地崩落成塊，堅硬花崗岩則會迅速磨損切削工具，而工具必須穿透抗壓強度超過124百萬帕的岩石。先前施工階段，一段長490公尺、岩層不均且水壓特別高的斷層帶帶來極大風險，工程人員必須不斷調整，以維持開挖面穩定，並防止隧道上方地層沉陷。
靜水壓力每深入10公尺約增加1巴。在目前創紀錄的113公尺深處，周圍水體與土層施加在隧道結構上的壓力接近11巴。隧道抵達最大深度116公尺時，壓力將達1.06百萬帕。作為參照，這相當於在指甲大小的面積上集中超過10公斤的力量。如此巨大的壓力，要求每個結構構件都必須承受遠超一般鐵路隧道的負荷。這項工程啟動前，國內沒有可比照的工程經驗或設計標準，團隊只能在施工過程中摸索並制定規範。高壓與難以預測的地質條件交織，也說明了為何深江一號有時連續作業一整天也只能推進2公尺：操作人員必須在每個階段確認穩定後才能繼續。
泥水、混凝土與毫米級精度
為了在這類條件下維持穩定，施工團隊採用泥水式盾構工法。這項技術是飽和土層深水隧道工程不可或缺的工法。施工時將膨潤土（一種具吸水性的黏土）調製成濃稠泥漿，以支撐開挖面，防止水土湧入隧道。深江一號運作兩套互相連接的泥水循環系統，宛如機器的循環系統。第一套將新鮮膨潤土泥漿直接送入刀盤後方的加壓艙，形成防護屏障，並精準調節壓力，使之與外部水壓和土壓平衡。壓力過低，前方土體便會失穩，可能突然坍塌或淹水；壓力過高，則可能使周圍土層變形，危及整個施工安全。
第二套循環系統透過管線網將含有碎屑的泥漿送回地面。在分離廠，工作人員會濾出挖掘產生的岩石與黏土，再處理並回收膨潤土，以供隧道施工重複使用。機器連續作業時，每小時移除的土石量約可裝滿一輛油罐車。與此同時，位於開挖艙後方的機器人拼裝機會以毫米級精度安裝預製混凝土襯砌管片。每環隧道由9片弧形管片組成，每片寬約2公尺。管片必須完美密合，形成可防水、設計使用年限達100年的結構，並支撐供時速250公里高速列車行駛的軌道。若全長13.69公里的隧道累積出現細微錯位，便可能扭曲軌道幾何形狀、造成震動，影響乘客舒適度及長期營運安全。
能自行修復的工具
深度、壓力與複雜地質條件的獨特組合，迫使中國工程師開發遠超傳統隧道設備能力的解決方案。第一項重大創新，是讓深江一號能在極高壓力下更換磨損的切削工具，無須派工人進入艙內。在傳統機器上，這類維修通常需要專業潛水員，並遵循耗時的減壓程序，施工因此中斷數日。第二項突破是在地拆解系統，讓施工人員能在海床下狹窄空間拆解機器，因為河口沿線並非每個位置都適合建造供傳統方式移出機器的接收井。由於沿線地質條件差異極大，機器可能必須在無法以傳統方式開鑿豎井，或建井成本高得難以負擔的地點拆出或改裝，因此這項能力至關重要。
其他技術進展包括在不穩定土層中即時控制沉陷、透過內嵌感測器持續監控開挖參數、加壓艙熱管理系統、可在極深處運作的備援通訊網路，以及因應突發地質事件的緊急應變程序，例如意外湧水或壓力驟升。中國鐵建已將這些技術記錄為可供未來水下工程複製採用的系統。中國規劃者並未將珠江隧道視為單一、孤立的成就，而是把它當作新一代海底穿越工程的產業實驗室，未來可用於全球其他複雜河口的鐵路、公路及物流通道。從海床下113公尺處維持壓力平衡所累積的經驗，將有助未來機器應對更深或更長的海底隧道工程。
當人工智慧遇上基岩
深江一號提供強大動力，一系列數位系統則負責掌控全局。中國鐵道隧道集團部署了所謂的「八大智慧系統」，管理中國最深、水壓最高的鐵路隧道施工。這些系統涵蓋智慧掘進、管片拼裝、協同管理、診斷、監測、零組件生產、物料管理及通風。智慧管理平台整合即時監測、協同管理、輔助掘進指引與大數據分析，呈現單一作業全貌。2024年世界隧道大會在深圳舉行期間，國際專家曾到工地實地觀察這些系統在極端環境下的運作情形。
智慧掘進系統運用神經網路、機器學習與預測演算法，在刀盤遭遇地層前預測其地質變化。邊緣回饋控制可讓機器在不到一秒內自動調整參數；若感測器偵測到壓力或溫度異常飆升，緊急熔斷控制則能立即停止作業。中國鐵道隧道集團總工程師洪開榮表示，這項工程的更大目標不僅限於單一項目。
隨著我們持續推進智慧隧道建設的研發工作，我們致力於打通施工與營運之間的資料落差，進而為這個領域建立新標準。
近期，這項工程也成為中國首個專為隧道及地下空間領域開發的垂直大模型試驗場。這套人工智慧系統由國家隧道掘進機重點實驗室發布，運用773項工程專案及1,200億筆施工紀錄資料，讓隧道施工更安全、更有效率。該模型已應用於珠江口隧道，象徵朝全面數位化隧道施工邁進。
拉近大灣區距離
深圳至江門鐵路不只是一項工程建設，也是中國整合大灣區國家戰略中的優先項目。大灣區約有8,600萬人口，地區生產毛額合計接近2兆美元。珠江口目前形成重要的地理屏障，往返東岸深圳、香港與西岸廣州、江門、中山的旅客，得搭乘渡輪或花上兩個多小時開車。新鐵路將把深圳至江門的旅程縮短至不到一小時，深圳機場東站至南沙則約需半小時。
這條鐵路將連接7座車站：西麗、深圳機場東、濱海灣、南沙、中山北、橫欄及江門。其中西麗站與深圳機場東站將設於地下。深圳機場東站建築面積達487,500平方公尺，旅客可在5分鐘內轉乘高速鐵路、地鐵及飛機。4座車站將採高架結構，江門站則設於地面。這條路線是中國「八縱八橫」國家高速鐵路網沿海東部路段的重要缺環；這套路網旨在串聯全球人口最多國家的主要人口中心。
交通時間縮短預料將改變區域經濟地理。居住在江門或中山的工作者將更容易前往深圳的就業中心，製造業者也能更便利地連結河口兩岸的生產鏈與自由貿易區。在人口如此密集的地區，交通每節省一分鐘，都會直接帶來生產力提升並擴大勞動市場。未來數十年間，這條隧道將影響企業設廠地點、家庭購屋選擇，以及中國生產力最高的區域之一如何在各城市間分配成長。
全力邁向2028年
深圳至江門鐵路於2024年正式展開大規模施工，預計2028年完工。珠江口隧道是整條路線中技術難度最高的單一工程，其進度實際上決定了全線完工時程。深江一號雖已越過海床下113公尺深處，但在機器開始朝西岸上升前，仍須通過116公尺的最深點。經過四年多連續作業，這台盾構機已證明中國自主設計設備能在前所未有的鐵路隧道施工條件下可靠運作。
這項工程也產生了隧道本身以外的大量智慧財產。工程團隊已申請5項發明專利及7項新型專利，並發表17篇技術論文，為地質條件相似的未來工程提供參考。相關成果涵蓋機械創新與智慧施工技術，包括先進地質預測工具，以及能在嚴峻地下環境中維持品質的自動焊接機器人。海床下113公尺處蒐集的文件與數據，將成為規劃其他複雜河口水下通道的參考資料，供中國境內乃至海外的工程使用。
鐵路通車後，將加入中國已營運、總長超過45,000公里的高速鐵路網，成為全球最大高速鐵路網的一部分。然而，即使置身如此龐大的系統，珠江口隧道仍然獨樹一格。它突破高壓隧道工程的工業極限，並驗證新一代國產機械、人工智慧工具與施工方法。對大灣區數百萬居民而言，這條隧道意味著通勤更快速、經濟連結更緊密；對全球工程界而言，它為水下鐵路建設樹立新的標竿。
重點摘要
- 珠江口隧道於2026年4月達到海床下113公尺，創下全球已建成最深海底高速鐵路隧道的紀錄。
- 國產深江一號盾構機歷時四年掘進超過4公里，穿越13種地層、5種岩層及6個斷層帶。
- 最深處的靜水壓力將達1.06百萬帕，工程須採用遠端操控的泥水式盾構技術，並使用設計壽命達100年的預製混凝土襯砌。
- 八大智慧系統運用機器學習與神經網路引導開挖，並搭配中國首個隧道施工垂直大模型。
- 深圳至江門全長116公里的鐵路預計於2028年通車，屆時兩地行車時間將縮短至不到一小時，進一步帶動粵港澳大灣區經濟發展。
