在地下空間開發領域,一臺由數萬精密部件構成的鋼鐵巨獸正以毫米級精度開鑿隧道。這臺凝結現代工業文明精髓的盾構機,集成機械、電氣、液壓、傳感、信息等多學科尖端技術于一體,其核心系統涵蓋刀盤切削、液壓推進、渣土輸送、管片拼裝與智能控制五大模塊,憑借強大的綜合性能,當之無愧地被譽為“工程機械之王”。
中國盾構機的崛起之路,是民族工業涅槃重生的生動寫照,更是中國制造自主創新的標桿典范。從曾經依賴進口的技術洼地,到如今引領全球的智造高地,每一次技術突破都鐫刻著中國工業的堅韌足跡,這些“大國重器”不僅為國家基礎設施建設立下汗馬功勞,更成為支撐中華民族偉大復興的硬核力量。近年來,筆者以鏡頭為筆,深入探尋這一令國人驕傲的高端裝備制造領域。
走進中鐵裝備掘進機技術研究院,科研人員的專注令人動容,他們既是機械原理的行家,也是多學科融合的專家,在研發之路上直面重重挑戰。為提升盾構機的掘進效率與穩定性,團隊通過海量模擬實驗與數據分析,反復優化刀盤設計,從刀具布局到切削角度,歷經數百次調整驗證,才解鎖最佳方案;在智能化控制領域,他們引入先進傳感技術與算法,讓龐然大物實現“智慧作業”,精準調控每一個掘進參數,將復雜的設計藍圖轉化為現實生產力。
在中鐵裝備集團的重型設備工廠,生產一線同樣上演著精密協作的“智造交響樂”。工人們嚴格遵循高精度標準,每顆螺栓的擰緊力矩、每條管線的連接都經過精確校準,面對巨型復雜部件,他們憑借精湛技藝與專業素養,將零件精準組裝。從鋼鐵原料到成型裝備,每一道工序都凝聚著匠人們的心血與智慧。科技研發與生產制造的緊密協作,讓盾構機從圖紙走向地下,成為穿越山河的“地下蛟龍”。
如今,國產盾構機不僅牢牢占據國內市場主導地位,更遠銷全球40多個國家和地區,在歐洲隧道、東南亞地鐵、非洲水利工程等國際項目中展現“中國智造”風采。隨著科技持續突破,這張閃耀世界的“中國名片”必將在更廣闊的舞臺上創造新的傳奇,續寫大國重器的輝煌篇章。(邱新生)
中國中鐵裝備集團在鄭州建有國內最大的盾構/TBM研發制造基地,各類產品應用于國內40余個城市,并出口30多個國家和地區。圖為2025年4月,即將完工下線的“中鐵1459號”超大直徑盾構機,直徑15.7米,搭載了換刀機器人、泥餅沖刷機器人、自動運輸系統等多項智能化系統,將出口海外使用于澳大利亞西部港灣建設項目。
中國盾構機團隊是一個逐步壯大的過程,從當初的18人,3年后發展成108人,到現在通過20年的發展,成為一支擁有3000多人的研發創新團隊。在中鐵裝備掘進機技術研究院,“做好設計,做好盾構”——這就是每個盾構科研人員追求的理念。
2025年4月,在中鐵裝備盾構機成套裝備工程研究中心,技術人員在實驗室測試部件性能。
2025年4月,在中鐵裝備國家TBM產業化中心,技術人員在測試材料加熱狀態。
2021年4月,在佛山市順德區中鐵華隧盾構機生產車間,工人在組裝盾體部件。盾體是盾構機的核心結構之一,承擔著支護隧道、保護施工人員與設備安全的關鍵作用。盾體的基本構成通常由前盾(前體)、中盾(中體)和后盾(后體)三大部分組成。各部分協同工作,確保隧道掘進的安全與穩定。
2021年4月,在佛山市中鐵華隧聯合重型裝備有限公司盾構機生產車間,工人在吊裝作業。
2023年3月,在佛山市中鐵華隧聯合重型裝備有限公司盾構機生產車間,工人在制作刀盤,刀盤作為盾構機的關鍵核心部件,承擔著破碎巖石或土壤,開辟隧道空間的重任。
2025年3月,在佛山市中鐵華隧聯合重型裝備有限公司盾構機生產車間,工人在十幾米深的前盾切口環與刀盤狹窄的空間作業。
2022年3月,在佛山市中鐵華隧盾構機生產車間,工人在安裝盾體部件。20年前,在重大工程施工中,我國的盾構機完全依賴國外進口,當時,國外盾構機制造商壟斷市場,不僅售價高昂,而且維修保養等售后服務也受到諸多限制,這大大增加了我國隧道工程等基礎設施建設的成本和難度,如今我國盾構機企業通過自主創新和技術研發,在盾構機的設計、制造等方面取得了重大突破,不僅實現了盾構機的國產化,而且占據國內市場九成份額。
2022年5月,在佛山市中鐵華隧盾構機生產車間,工人準備安裝主驅動部件。 主驅動通常由主驅動電機、減速器、驅動齒輪、主軸承等組成。主驅動電機提供動力,通過減速器將電機的高轉速降低、扭矩增大,再由驅動齒輪將動力傳遞給主軸承,帶動刀盤旋轉。
2022年8月,在佛山市中鐵華隧盾構機生產車間,廣佛最大直徑(15.56M)“季華1號”盾構機中心刀盤組裝中。
2023年12月,在佛山市中鐵華隧盾構機生產車間,工人為超大直徑盾構機組裝刀盤。
2022年5月,在佛山市中鐵華隧盾構機生產車間,工人在吊裝連接橋,它是連接盾構機主機與后配套系統,如臺車等,使整個盾構機成為一個有機整體,并支撐后配套設備的重量,保持盾構機結構的穩定性。
2022年5月,在佛山市中鐵華隧盾構機生產車間,工人在安裝出土系統部件,該輸送系統由螺旋輸送機和皮帶輸送機組成。螺旋輸送機位于盾構機的底部,用于將刀盤切削下來的渣土從開挖面輸送到盾構機后方,再由皮帶輸送機將渣土運至渣土運輸車或直接運出隧道。
2023年12月,在佛山市中鐵華隧盾構機生產車間,工人在盾體內作業。
2023年7月,在佛山市中鐵華隧盾構機生產車間,工人進行切割作業。
2025年3月,在佛山市中鐵華隧聯合重型裝備有限公司盾構機生產車間,工人進行吊裝作業。
2024年3月,在佛山市中鐵華隧聯合重型裝備有限公司盾構機生產車間,工人在安裝管線。
2025年3月,在佛山市中鐵華隧聯合重型裝備有限公司盾構機生產車間,工人在吊裝作業。
2022年6月,在佛山市中鐵華隧聯合重型裝備有限公司盾構機生產車間,工人在盾體內加固刀盤螺絲。
2025年3月,在佛山市中鐵華隧聯合重型裝備有限公司盾構機生產車間,已下線涂裝醒獅圖案的“粵海環北3號”正在拆運準備運往工地環北部灣廣東水資源配置建設工程,該工程是國家水網骨干工程、國家150項重大水利工程之一,也是廣東歷史上引水流量最大、輸水線路最長、建設條件最復雜、總投資最高的跨流域引調水工程。
2023年3月,在佛山市中鐵華隧聯合重型裝備有限公司盾構機生產車間,技術人員在盾體前調試即將下線的設備。
2023年3月,在廣州海珠灣隧道工地,直徑17.07米,重530多噸的“開路先鋒號”盾構機刀盤正在吊裝下井組裝。
2023年3月,在廣州海珠灣隧道工地,“開路先鋒號”盾構機在30多米深的井下組裝。
2024年5月,使用于深江鐵路珠江口隧道的盾構機,挑戰中國水下最深隧道掘進任務,深江鐵路珠江口隧道水下最大埋深115米,最大水壓1.06兆帕,相當于每平方厘米承擔10.6公斤的壓力,強度超過10個標準大氣壓,為世界之最。
2024年5月,使用于深江鐵路珠江口隧道的“大灣區號”超大直徑盾構機,其內部空間高達五層樓,技術人員開艙進入刀盤背面進行檢修。深江鐵路即廣東省境內深圳市至江門市的高速鐵路,正線全長116.12公里,設計時速250公里,是中國“八縱八橫”高速鐵路網主通道之一、沿海通道的重要組成部分。
2022年9月,在廣州地鐵11號線赤沙段工地,工人在安裝管片。當盾構機掘進一段距離后,就需要暫停掘進,進行管片安裝作業,管片安裝機上的吊運裝置將管片從管片小車上吊起,然后根據需要進行旋轉、平移等操作,將管片準確地吊運到盾體尾端的安裝位置。
2024年7月,隨著西線“大道先鋒號”盾構機刀盤破洞而出,順利抵達接收工作井,標志著海珠灣隧道工程盾構隧道段實現雙線貫通。海珠灣隧道是整個廣州南站快速通道工程中最關鍵的控制性工程,也是廣州地區首次采用超大直徑盾構方式穿越珠江水系,隧道工程全長4.35公里,設計為雙管雙向6車道。
2023年2月,在深江鐵路珠江口隧道完成段,工人在鋪設邊箱涵涵蓋。
2025年3月,超大直徑盾構機“澳氹1號”在廣東省廣州市南沙區南沙貨運碼頭裝船,運往澳門輕軌東線南段跨海段隧道項目工程。該機總長126米,直徑12.52米,最小轉彎半徑為450米,專為澳門復雜地質條件量身打造,采用了仿形超挖刀、主動調節車架、可更換盾尾刷、自動導向系統和軸線自適應等創新技術,助力澳門重大工程建設。
中宏網版權申明:凡注有“中宏網”或電頭為“中宏網”的稿件,均為中宏網獨家版權所有,未經許可不得轉載或鏡像;授權轉載必須注明來源為“中宏網”,并保留“中宏網”的電頭。