五大看点！《焦点访谈》解码中国铁建大盾构

日前

中央广播电视总台

《焦点访谈》栏目

系列重磅节目“大国重器再攀高”

正式开播

聚焦“十四五”时期我国研制的

高端装备“大国重器”亮眼成就

首期节目《穿江贯海筑通途》

走进中铁十四局承建的海太长江隧道

深入“江海号”超大直径盾构机

探访我国大盾构事业从无到有、从有到优

实现赶超领跑的创新故事

党的二十届四中全会提出，“十五五”时期要加快高水平科技自立自强，引领发展新质生产力，抢占科技发展制高点。研制“大国重器”无疑是抢占科技发展制高点的关键之举。

在“十四五”时期，我国研制的“大国重器”不断“攀”高，站上了一个又一个创新制高点。天上，有“嫦娥六号”实现全球第一次月球背面无人采样返回，有第一座中国空间站“天宫”；地下，有全球领先的超大直径盾构机正在掘进——节目实地探访正在长江之下掘进的我国自主研制的最大直径盾构机“江海号”以及海太长江隧道工程施工现场。

看点一

16.64米！为什么海太长江隧道需要如此超大直径的盾构机施工？

位于江苏省长江入海口区域的海太长江隧道施工现场，进入地下几十米，穿过长长的已经拼砌好管片内壁的隧道，我们从“江海号”盾构机的尾部进入“江海号”的内部。150米长的“江海号”内部高度超过5层楼，从尾部向前，首先是100多米的后配套系统，主要包括控制、出渣、注浆、电气、液压、导向、物料运输等多个复杂系统。后配套系统的前面，就是“江海号”的主机核心部分，主要包括推进、管片拼装、驱动及刀盘开挖系统。

“江海号”盾构机由中铁十四局和铁建重工联合打造，最大开挖直径达16.64米，专门为海太长江隧道项目定制。海太长江隧道连接江苏省南通海门区和苏州太仓市，过江隧道长11.185公里，其中盾构隧道段长9315米，是“十四五”期间国家重点建设的过江通道，也是目前世界最长公路水下盾构隧道和第一条设计时速100公里的过江隧道。建成后，过江通行时间将由目前的1小时压缩到10分钟。

中铁十四局大盾构专家 陈健它采用的是双向六车道，采用高速公路的设计标准，设计速度是100公里每小时，所以它比城市干道或者其他过江通道建设标准更高，速度更快，隧道断面也达到了16米。隧道采用盾构法施工，要实现一边掘进，一边要进行衬砌安装，所以隧道的开挖直径要大于16.64

看点二

16米级盾构机比14米级盾构机的制造难度，呈哪些几何级难度增长？

盾构机全称全断面隧道掘进机，是遁地钻山、穿江越海的利器，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、技术精密，它的工作原理是通过刀盘旋转，切削隧道工作面的岩土层，一边开挖一边拼装隧道支撑管壁，最后在地底下形成一条成型隧道。

“江海号”最大开挖直径达16.64米，盾构机直径越大，研制难度也呈指数级增长。

铁建重工掘进机事业部副总经理 张帅坤：直径越大，装配和制造精度要求反而更高，比如盾构机核心部件主驱动装备的精度都是以丝级计算的，一丝就相当于头发丝直径的1/6。

不仅设备的制造装配精度，还有设备的可靠性，对研制团队也是极大的考验。9315米，这是目前水下高速公路盾构隧道的世界最长距离。这对盾构机主轴承的可靠性是极大的考验。被喻为盾构机“心脏”的主轴承是盾构机在掘进过程中几乎不能更换的部件。它是盾构机刀盘驱动系统的关键核心部件，它带动刀盘旋转，实现隧道挖掘。为了确保“江海号”能够完成超过9公里的超长距离掘进任务，研制团队为“江海号”装配了直径达8.6米的世界最大直径整体式主轴承。

铁建重工掘进机事业部副总经理 张帅坤：通过计算7.6米的主轴承可以满足我们负载需求了，但是我们最终选型设计的时候，选了8.6米的主轴承，这也是目前全世界应用到盾构机领域的最大直径整体式主轴承。我们主轴承寿命是按两万小时以上来设计的，因为这个工程实际需求不需要这么长时间，但是我们把它的富余系数提升到2倍以上。

看点三

在75米深水中丝滑换刀、多项智能化技术持续加持!国产盾构机“江海号”在江底如何挑战不可能?

“江海号”在掘进过程中，还要面临一种危险挑战，那就是超高水压、超大埋深。海太长江隧道最大埋深是在长江水面之下75米，水压超过7.5bar，相当于在一个指甲盖这么大的面积上，就要承受7.5公斤的压力。但“江海号”要掘进超过9公里，刀盘上的刀具不可避免会磨损，必须更换才能继续工作。但在75米深的水压下更换刀具，几乎是一个不可能完成的任务。

中铁十四局大盾构专家 陈健：进行换刀，目前要采取压缩空气的方法施工，最高限度达到6bar，在6bar压力下进行作业需要专业的潜水作业人员，也只能作业半个小时，超过7.5bar的作业时间会更短，减压时间就会更长，几乎不可作业。

为了攻克高压换刀这个拦路虎，“江海号”研制团队经过两年多的攻关，借鉴深海钻井平台高压闸门的经验，创新研制成功常压换刀技术，为每把可更换刀具加装了一道高压闸门。

“江海号”重达5000多吨，这样的“钢铁巨龙”在江底下软土层掘进，工程要求必须严格控制对地层的扰动，沉降必须控制在毫米级。就像在一块淤泥里的豆腐上打孔，还得保证豆腐不散。与很多人的想象不同，操作这么精密复杂的庞然大物精准掘进，只需要两名技术人员。

“江海号”作为国产最先进的盾构机，还创新应用了主轴承全状态实时监控系统、超前地质预报系统、管片构件智能拼装机器人等几十项新技术，它不仅是一台自动化程度很高的智能盾构机，也是一台数字化的盾构机。“江海号”几十个系统装配了成千上万个传感器，产生的海量数据不仅汇聚在主控制室，也实时传送到地面控制平台。

看点四

“十四五”期间，国产盾构机全产业链如何从跟跑到赶超领跑的跨越式发展？

“江海号”等代表世界领先水平的国产超大直径盾构机掘进的场景，这在二十年前是不敢想象的。那时的中国市场，洋品牌盾构机掘进机绝对占据主导地位。

铁建重工掘进机事业部副总经理 张帅坤：以前我们使用国外进口品牌的设备，即使一个微小的故障出现也要等国外专家过来，配件要从国外发过来，有时候要等好几个月，这就对我们工程施工造成比较大的制约。

关键技术不能受制于人。经过二十年的不断自主创新，国产盾构机从无到有、从有到优，终于实现赶超领跑。目前中国盾构机全球占有率已经达到了70%，产品远销五大洲40多个国家和地区。特别是“十四五”时期，中国超大直径盾构机产业实现了跨越式发展，已经形成全产业链产业化发展的能力。行业内一般把14米及以上直径盾构机称作超大直径盾构机。

这一时期国产超大直径盾构机的研制与应用呈现出数量快速增长、技术迭代加速、应用场景深化的鲜明特点。中国盾构机智能化水平实现飞速发展，应用场景从地铁、公路隧道向穿江越海通道、深层地下空间发展，能源通道等更多领域延伸。盾构机掘进方向不只有水平掘进，也开始向斜向竖向甚至拐弯掘进，帮助解决特长隧道通风的这一难题。

只有不断创新才能领跑。位于湖南长沙的铁建重工是“江海号”盾构机的诞生地，中国几乎一半的盾构机都在这里研发制造。这里的科研人员依托过去上千台盾构机掘进机研发制造和施工作业的海量数据积累，正在研发最新的盾构机数字孪生大模型技术。

看点五

“十五五”新期待：向更大直径、更快速度、更深地层！中国盾构机未来五年这样做！

大国不能没有盾构机这样的国之重器，但大国重器的关键核心技术买不来，要不来，必须靠我们自主创新。中国盾构机从跟跑到领跑的历程告诉我们，只有国家的综合实力、科技实力不断提升，产业链不断发展完善，我们才能研制出世界领先的大国重器。

接下来的“十五五”时期，我国的盾构机将会朝着更大的开挖直径、更快的掘进速度、更深的掘进深度、更多的应用化场景等方面持续发力，变得更高端，更智能，更绿色，在技术领域持续实现世界领跑，也助力更多超级工程的实现。

推荐阅读

声明：本文系转载自互联网，请读者仅作参考，并自行核实相关内容。若对该稿件内容有任何疑问或质疑，请立即与铁甲网联系，本网将迅速给您回应并做处理，再次感谢您的阅读与关注。