盾构机，“百变金刚”身手强（产经调查·细看产品七十二变④）

日前，百变金刚国产超大直径盾构机“江海号”顺畅始发，盾构机制作国际最长水下公路盾构地道——海太长江地道。身手

范少文摄。强产

河南郑州，经调“帕蒂加朗号”盾构机下线，查细开挖直径达15.7米，看产将出口澳大利亚，品变这是百变金刚我国出口的最大直径盾构机；

上海崇明，“领航号”盾构机掘地潜行，盾构机以“有人值守、身手无人操作”的强产方法抵达长江江心……。

盾构机，经调全称为全断面地道掘进机，查细被誉为“工程机械之王”。看产刀盘直径从0.5米到超16米，掘进方向从水平到斜向、竖向、拐弯掘进……现在，在我国工程师手里，盾构机成了“百变金刚”，品种繁复、身手高强。

掘进方向之变。

从水平到斜向、竖向、拐弯掘进。

过往，盾构机多是水平掘进。今日，我国制作的盾构机不只能横着挖，还能斜向上挖、斜向下挖、直线向上挖、直线向下挖。

能爬坡，挖斜井。

说起斜向上挖的盾构机，不得不提全球首台大直径会“爬陡坡”的地道掘进机“永宁号”。

上一年9月，“永宁号”顺畅完结洛宁抽水蓄能电站2号引水斜井的发掘使命。这是一条斜度达38.742度、全长约873米的斜井。“永宁号”不只成功爬坡，还取得了月掘进332米、单日最高进尺22.75米的佳绩，大幅提高了斜井的施工功率。

能下坡，助采矿。

有了“永宁号”的成功经验，中铁配备研制团队又开发了全球首台大倾角下坡掘进矿用地道掘进机“中铁1285号”。

眼下，“中铁1285号”已完结淮北矿业集团临涣煤矿作业使命。它不只完结了长距离15度下坡掘进，还成功穿越落差达330米的大断层，一口气完结下坡、拐弯等高难度动作。

向下走，挖车库。

在上海静安区广延路一处绿洲，占地面积缺乏300平方米的围挡内，上海首个笔直掘进（盾构）地下才智车库项目正在进行终究的调试。

中铁十五局项目负责人王文灿告知记者，与传统笔直车库选用明挖法或沉井法施工不同，这个项目使用了全球最大直径竖井掘进机“愿望号”，验证了笔直掘进施工工法的可行性。

向上走，挖竖井。

在浙江景宁抽水蓄能电站，国内首台超大直径反井钻机“中铁1361号”正进行排风竖井施工。从山脚“顶压向上”前行，“中铁1361号”经过立异选用“一扩成井”工艺，可完结直径7米、深度311米的井筒一次性开挖成型。

新的开挖方向，适用于新的使用场景。

“长期以来，盾构机主要用于交通基础设施制作。跟着我国交通基础设施逐步完善，盾构机未来的商场在哪里？”中铁配备技能中心副主任贺飞坦言，这是企业一直在考虑的问题。

水利、水电、煤矿、非煤矿山、城市归纳管廊、停车库……在中铁配备眼中，这些项目均是盾构机大展身手的场景。他们建立多个研制团队，打开针对性开发，让盾构机不只能够多方向开挖，并且具有圆形、方形、马蹄形、椭圆形等不同形状的开挖才干，拓宽了盾构机的使用场景。

新的开挖方向，代表着更强的研制才干。

每一款新发掘方向盾构机的面世，都凝聚着一系列技能立异。就拿“永宁号”来说，其爬山形式学习了爬山虎的结构，50多名专家打开了历经数月的研讨、规划、实验，终究决定为“永宁号”加装前后4组共8条“腿”、16个“脚”，助力其安全“爬上山顶”。

再看“中铁1361号”，为完结盾构机“顶压向上”，研制团队对重载钻杆、钻杆一键主动化拆开、多功能变频主驱动及智能化操控等方面打开针对性规划，做到大直径竖井一次反拉成井，设备安全、高效、牢靠运转。

体量身型之变。

直径从15米级跃升至16米级。

15.4米！2024年1月，“领航号”盾构机下线，成为国际最大直径高铁泥水平衡盾构机。

超16.6米！2024年10月，“江海号”盾构机下线，成为我国自主研制的超大直径盾构机。

国产盾构机，为何直径越造越大？

“算总账，大直径盾构地道‘性价比’更高。”中铁十四局盾构专家陈健从两方面作了具体介绍——。

大直径地道，可完结单管多线布设。曾经，穿江越海地道大多规划为单管单线的双管计划，即上下行分为双洞。跟着盾构机直径晋级，用单条超大直径地道代替传统双管，可有用节省地下空间资源。

大直径地道，还可完结多功能会集布设。15米级及以上的盾构地道，可构建地下立体空间，完结市政道路、轨道交通、归纳管廊同管布设。这就避免了地道的重复开挖，可下降制作、运营、维护等归纳制作本钱。

我国水域宽广，江河纵横，各沿江滨海城市对跨过水域、联通两岸、疏通出行有着刚性需求。超大直径盾构机恰可满意制作需求。比较桥梁，超大直径盾构地道在削减航道影响、维护沿岸生态、应对恶劣气候等方面具有显着优势。

不过，直径越大，盾构机制作的难度就越大。

“盾构机直径超越15米后，跟着开挖直径增大，不良地质或许引起呈幂级添加的地道灾祸，给盾构机的结构强度、操控精度、资料疲惫等提出更高需求。”贺飞说。

就拿推进体系来说，15米级以上盾构机，其接受的水土压力可达5巴以上，因而需求30组以上液压千斤顶一起“发力”，才干推进盾构机前行，而6米级盾构机仅需16组。千斤顶数量越多，同步操控难度越大，但对盾构机而言，推进体系任何细小的不同步，都会导致盾体“卡壳”或轴线偏移。

此外，相似刀盘驱动轴承等要害核心部件，都需求选用新资料、新结构、新规划，才干满意使用需求。贺飞表明，对15米级以上超大直径盾构机，直径每添加1米，都会对盾构机的结构规划、密封承压、出渣处理等提出新应战，“每一次晋级都绝非易事”。

霸占技能难点，效果接二连三。2017年10月，我国首台具有自主知识产权的15米级超大直径泥水平衡盾构机“中铁306号”成功下线，初次打破国外对大直径盾构机的独占。

尔后，从开挖直径15.8米的“春风号”到直径16.07米的“京华号”，再到直径超16.6米的“江海号”，国产超大直径盾构机完结了从“跟从”到“引领”的跃变。

“现在，我国已在超大直径盾构机的研制和使用领域完结新跨过，形成了超大直径盾构机全产业链才干。”贺飞说。

操作方法之变。

从人工驾驭到主动掘进。

现在，我国国产盾构机已占有全球商场近七成比例。我国工程师正尽力让盾构机更智能、更绿色。

走进“领航号”盾构机驾驭室，屏幕上跳动的各项数据，实时反应当时设备掘进状况，盾构机长只监测、不操作。这是因为研制团队为“领航号”这个“金刚钻”装上了“千里眼”和“才智脑”。

“传统盾构施工就像瞎子走路，因为无法100%了解周围地质状况，施工过程中安全危险较高。”中铁配备“领航号”盾构机主规划师廖兆锦说。为此，“领航号”搭载超前地质预告体系，可对刀盘前方10米到40米的地质条件进行精准勘探，智能感知体系也可对地质条件进行实时剖析，保证盾构正常掘进。

“才智脑”则让“领航号”具有了智能剖析和自主判别的才干。在长达14.25千米的地道里，它能够不凭借任何“辅佐”即完结独头掘进，完结了“有人值守、无人操作”状况下毫米级的掘进精度。“有了智能体系助力，施工功率和质量提高了，咱们还能实时监测设备运转状况及工程潜在危险，保证工程平稳推进。”中铁地道局崇太长江地道项目副总工程师傅博伟说。

再看绿色化。

2024年7月23日，国际首台绿色盾构机“中铁1237号”顺畅始发，开挖直径为9.16米、设备长度约135米、总重达1900吨。

何为绿色盾构？“咱们为盾构机搭载了智能体系，经过对盾构掘进过程中各体系的主动智能办理，自主到达掘进功率和能源消耗的最佳匹配，完结绿色节能。”“中铁1237号”主规划师曹书磊说。

此外，该盾构机还选用了节能智造工艺和先进除尘技能，可削减粉尘排放；搭载接连掘进、快速换模等技能，可使得掘进功率大幅提高，节能减排效果显著。

现在，“中铁1237号”已出口意大利，用于意大利西西里岛高速铁路地道制作，代表着国际商场对我国绿色盾构的认可。

穿山海、疏通途；“啃”岩石、钻山体；遁地行，拓空间……“下一步，咱们将在更大掘进直径、更快掘进速度、更深掘进深度和更杂乱工况上继续发力，推进盾构机研制向智能化、绿色化跨进，不断攀爬盾构机技能制高点。”我国中铁党委书记、董事长陈文健表明。

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