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隧道采用盾构法施工穿越长江，长3965米，设计为双向6车道城市快速路，行车时速为80公里。隧道采用双管双向设计，管片外径14.5米，采用两台开挖直径15.07米盾构机施工。被誉为“长江八百里皖江第一隧”。
盾构段穿越难点主要集中在全断面硬岩长1140米，上软下硬复合地层630米，岩石石英含量达80%，强度最高达114兆帕。
35米地质断层破碎带，江南局部区域有可燃气体甲烷。一次性长距离穿越近4000米，最大水土压力约7.5bar，是迄今为止长江领域施工难度最大的隧道之一。
为应对复杂难题，在以中国工程院钱七虎院士为组长的专家院士团队指导下，项目针对地层特点打造的硬岩复合盾构机，设备总长136米，总重量约4400吨，其中盾构机刀盘重572吨，设备总功率约10014千瓦，最大推力222173千牛，主驱动最大承受压力为10bar。
刀盘配备315把刀具，其中常压可更换滚刀皆为双轴双刃滚刀，最小刀间距为80毫米，并具备滚齿互换功能，这些均为国内首次应用，是目前最先进智能掘进设备之一。
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