如影随形

直径更大、速度更快、地层更深！中国盾构机未

发布时间：2025-10-26 12:21编辑：BET356官网在线登录浏览（155）

党的二十届中央四中全会提出，“十五五”期间，要加快先进科学技术自力更生、独立自主，引领发展新生产力，登上科技发展高峰。研制“大国重要武器”无疑是迈向科技发展巅峰的重要一步。 “十四五”期间，我国研制的“大威力武器”不断“攀登”到更高的高度，纷纷达到创新指挥的高度。天空中，你会看到实现世界首次从月暗面无人采样返回的嫦娥六号，还有中国第一个空间站天宫，地下则躺着直径盾构机钻探设施之一，世界上最大的超大型部队。即日起，《焦点访谈》开启系列节目：大国携重要武器登上更高境界。日本自主研发的最大直径盾构机“康海”、“沧源”，是可在五层以上建筑工地使用、重量超过5000吨的“钢龙”。 位于江苏省长江口地区的海泰长江隧道施工现场，深入地下数十米，穿过一条长长的隧道，管片内墙已经组装完毕。从“Ekai”盾构机的后面进入“Ekai”的内部。 荣凯号全长150米，内部高度超过五层楼。从后到前有长达100多米的后勤保障系统，主要包括控制、排渣、排浆、电气、液压、导向、物料输送等多个复杂系统。在后支撑系统的前面，有“江海号”主机的核心部分，主要包括推进、分段总成、驱动和切削头钻井系统。 “江海浩”盾构机由中铁十四局和中国铁建重工集团公司联合建造，最大开挖直径16.64米，专为海太长江隧道工程定制。海太长江隧道连接江苏省南通市海门区和苏州市太仓市。过江隧道全长11185公里，其中盾构隧道部分长9315米。它是“十四五”期间修建的国家重要的过河水道。它是目前世界上最长的水下公路防护隧道，也是第一条设计时速100公里的隧道。一条穿过河流的隧道。建成后，过河时间将缩短当前小时到 10 分钟。 中铁十四局大型盾构专家陈健：双向六车道，采用高速公路设计标准，设计时速100公里。因此，建设标准更高，速度也高于城市主干道或其他跨河道路。隧道断面也达到了16米。该隧道采用盾构法修建，需要进行开挖和衬砌工作，因此隧道开挖直径必须至少为16米64。 盾构机的正式名称是全断面隧道掘进机。它是一种在山上挖洞、穿越河流和海洋的笨重工具。它也被称为“工程机械之王”，是衡量一个国家制造业水平的重要标志。盾构机系统复杂且技术先进。其工作原理是通过旋转刀头来切割工件。隧道工作面的岩土层，在开挖时拼装隧道支护墙，最终形成定型地下隧道。 “江海号”最大钻孔直径为16.64米。盾构机直径越大，其发展难度也越大。 中国铁建重工集团隧道钻探机械部副总经理 张水坤：直径越大，组装越容易，制造精度要求也越高。例如，作为屏蔽机核心的主驱动器的精度是在电缆级别计算的。一根线相当于头发直径的1/6。 设备的可靠性以及制造和装配的准确性是对开发团队的重要考验。全长9315米，是目前世界上最长的水下道路防护隧道。这是对守卫机主轴承的可靠性是一个极大的考验。主轴承又称盾构机的“心脏”，是挖掘工作中必不可少的部件。是防护机械切割头驱动系统的重要核心部件。隧道开挖是通过旋转刀盘来实现的。为确保江海能够完成9公里以上的超长距离钻井作业，开发团队为江海配备了直径8.6米的全球最大一体式主轴承。 中国铁路建设重工集团隧道机械部副总经理 张水坤：经过计算，我们用7.6米的主轴承就可以满足我们的载荷要求，但我们最终选择设计时，选择了8.6米的主轴承。这是目前盾构机领域使用的全球最大的一体式主轴承。主轴承寿命设计大于20000小时，因为该项目的实际要求不需要那么多时间，但裕度系数却增加了一倍多。 在挖掘过程中，江海号还将面临极高水压、极深埋深的危险挑战。海泰长江隧道最大深度在长江水面以下75米，水压超过7.5巴，相当于指甲盖大小的面积要承受7.5公斤的压力。然而，“江海”号要挖掘超过9公里，刀头刀片不可避免地会磨损，必须更换才能继续作业。但在75米深的水压下更换工具几乎是不可能的任务。 中铁十四局大型盾构专家陈健：为了替代工具，目前施工中使用的是压缩空气，其上限已达到6bar。经营压力为6 bar需要专门的潜水操作员，只能操作30分钟。 7.5巴以上，操作时间短，减压时间长，几乎无法操作。 为了克服高压工具更换的障碍，“江海号”开发团队历经两年多的时间研究，借鉴深水钻机高压闸门的经验，创新开发了常压工具更换技术，为每个可更换的工具安装了高压闸门。 “鄂凯”号重达5000多吨。 “Kotetsuryu”挖掘河流下方的软土层。从工程角度看，需要严格控制地层扰动，将沉降控制在毫米级。这就像在泥里挖豆腐一样，你必须小心，不要把它弄破。与许多人想象的相反，只需要两名技术人员即可处理如此精密复杂的 giant。 随着盾构机的进一步推进，“江海号”还创新性地应用了全主轴承工况实时监测系统、先进地质预报系统、管片部件智能装配机器人等数十项新技术，它不仅是一台高度自动化的智能盾构，更是一台数字化盾构机。“江海号”的数十个系统配备了数千个传感器，产生的大量数据 不仅在中控室采集，还实时传输到地面控制平台。 在海台长江隧道中，“江海”负责右侧隧道的开挖，左侧隧道则由同样先进的国产大直径盾构机“沧源”进行开挖。 “沧源”钻探直径16.66米，机器总长176米，总钻进量5650余吨。由中交天河开发。 中交蒂亚河南省机械装备制造有限公司副总经理、设计院总工程师 徐寅：这款盾构机可谓大型化、智能化。其核心部件和智能化程度均达到世界最高水平。目前使用了大约20种新技术。 中交隧道局海泰长江隧道工程机电总工程师 莫康康：确保施工安全，江海一马当先，沧源紧随其后。未来三年，面对长距离开挖工作，我们将精心组织，追求卓越，集中力量确保海台隧道建设完工。 二十年前，两台国内最好的大直径盾构机同时进行钻探是不可想象的。当时，国外品牌的盾构挖掘机在中国市场占有压倒性的份额。 张水坤先生，副总经理中国铁建重工隧道挖掘机事业部经理：以前我们使用的是国外品牌的进口设备。即使出现一些小故障，我们也必须等待外国专家到来。这些零件必须从国外运来。在某些情况下，我们不得不等待几个月，这对项目的建设造成了很大的限制。 关键技术不能被别人控制。经过20年不断、独特的创新，国产盾构穿孔机从无到有。它从现有到改进，最终赶上并取得领先。目前，中国TBM全球占有率已达70%，产品远销五大洲40多个国家和地区。特别是“十四五”期间，我国超大直径盾构机产业取得快速发展，形成了全产业链产业化能力。在行业中y、直径14米以上的TBM一般称为超大直径TBM。 中国工程机械工业协会挖掘机械分会会长、中交天河机械装备制造有限公司党委书记、董事长张英明：这一时期，国产超大直径盾构机的开发应用呈现出产量快速增长、技术迭代加速、应用场景深化的独特特点。我国智能盾构机水平快速发展，应用场景从地铁隧道、高速公路扩展到过江过海通道、地下深处、能源通道等领域。防护机的钻孔方向不仅是水平钻孔，还可以是斜向钻孔、垂直钻孔甚至旋转钻孔。比如今年6月中交天河“守庄”超大直径硬岩立式钻机在天山胜利隧道工程中成功贯通世界最深公路竖井，解决了超长隧道的通风问题。 只有不断创新，才能引领潮流。中国铁建重工，位于湖南省长沙市，是“江海”盾构机的诞生地。中国近一半的盾构机在这里研发和制造。基于过去数千次TBM研发、制造和施工作业积累的大量数据，这里的科研人员正在开发最新的TBM数字孪生大模型技术。 大国的生存离不开盾构机等重要的国家武器，但又无法购买那些重要的核心技术。否则，你将不得不依靠自己的创新。中国盾构机从跟随者到引领者的进步表明，只有不断提高国家综合实力和科技能力，不断发展和完善产业链，中国才有能力研制出世界领先的重型机械。未来“十五五”时期，我国盾构机将继续努力扩大钻进直径、提高钻进速度、深化钻进深度、更多应用场景、更加精细化。更智能、更绿色，我们将继续引领世界技术，为更多超级项目的实现贡献力量。 编辑：瞿桂香 唐高林 摄像：栾宏宇梁黎明 规划丨曲桂香玉泥山 郑宇主编.