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隧道采用盾構法施工穿越長江，長3965米，設計為雙向6車道城市快速路，行車時速為80公裡。隧道采用雙管雙向設計，管片外徑14.5米，采用兩臺開挖直徑15.07米盾構機施工。被譽為“長江八百裡皖江第一隧”。
盾構段穿越難點主要集中在全斷面硬巖長1140米，上軟下硬復合地層630米，巖石石英含量達80%，強度最高達114兆帕。
35米地質斷層破碎帶，江南局部區域有可燃氣體甲烷。一次性長距離穿越近4000米，最大水土壓力約7.5bar，是迄今為止長江領域施工難度最大的隧道之一。
為應對復雜難題，在以中國工程院錢七虎院士為組長的專傢院士團隊指導下，項目針對地層特點打造的硬巖復合盾構機，設備總長136米，總重量約4400噸，其中盾構機刀盤重572噸，設備總功率約10014千瓦，最大推力222173千牛，主驅動最大承受壓力為10bar。
刀盤配備315把刀具，其中常壓可更換滾刀皆為雙軸雙刃滾刀，最小刀間距為80毫米，並具備滾齒互換功能，這些均為國內首次應用，是目前最先進智能掘進設備之一。
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