在地下空间开发领域,一台由数万精密部件构成的钢铁巨兽正以毫米级精度开凿隧道。这台凝结现代工业文明精髓的盾构机,集成机械、电气、液压、传感、信息等多学科尖端技术于一体,其核心系统涵盖刀盘切削、液压推进、渣土输送、管片拼装与智能控制五大模块,凭借强大的综合性能,当之无愧地被誉为“工程机械之王”。
中国盾构机的崛起之路,是民族工业涅槃重生的生动写照,更是中国制造自主创新的标杆典范。从曾经依赖进口的技术洼地,到如今引领全球的智造高地,每一次技术突破都镌刻着中国工业的坚韧足迹,这些“大国重器”不仅为国家基础设施建设立下汗马功劳,更成为支撑中华民族伟大复兴的硬核力量。近年来,笔者以镜头为笔,深入探寻这一令国人骄傲的高端装备制造领域。
走进中铁装备掘进机技术研究院,科研人员的专注令人动容,他们既是机械原理的行家,也是多学科融合的专家,在研发之路上直面重重挑战。为提升盾构机的掘进效率与稳定性,团队通过海量模拟实验与数据分析,反复优化刀盘设计,从刀具布局到切削角度,历经数百次调整验证,才解锁最佳方案;在智能化控制领域,他们引入先进传感技术与算法,让庞然大物实现“智慧作业”,精准调控每一个掘进参数,将复杂的设计蓝图转化为现实生产力。
在中铁装备集团的重型设备工厂,生产一线同样上演着精密协作的“智造交响乐”。工人们严格遵循高精度标准,每颗螺栓的拧紧力矩、每条管线的连接都经过精确校准,面对巨型复杂部件,他们凭借精湛技艺与专业素养,将零件精准组装。从钢铁原料到成型装备,每一道工序都凝聚着匠人们的心血与智慧。科技研发与生产制造的紧密协作,让盾构机从图纸走向地下,成为穿越山河的“地下蛟龙”。
如今,国产盾构机不仅牢牢占据国内市场主导地位,更远销全球40多个国家和地区,在欧洲隧道、东南亚地铁、非洲水利工程等国际项目中展现“中国智造”风采。随着科技持续突破,这张闪耀世界的“中国名片”必将在更广阔的舞台上创造新的传奇,续写大国重器的辉煌篇章。(邱新生)
中国中铁装备集团在郑州建有国内最大的盾构/TBM研发制造基地,各类产品应用于国内40余个城市,并出口30多个国家和地区。图为2025年4月,即将完工下线的“中铁1459号”超大直径盾构机,直径15.7米,搭载了换刀机器人、泥饼冲刷机器人、自动运输系统等多项智能化系统,将出口海外使用于澳大利亚西部港湾建设项目。
中国盾构机团队是一个逐步壮大的过程,从当初的18人,3年后发展成108人,到现在通过20年的发展,成为一支拥有3000多人的研发创新团队。在中铁装备掘进机技术研究院,“做好设计,做好盾构”——这就是每个盾构科研人员追求的理念。
2025年4月,在中铁装备盾构机成套装备工程研究中心,技术人员在实验室测试部件性能。
2025年4月,在中铁装备国家TBM产业化中心,技术人员在测试材料加热状态。
2021年4月,在佛山市顺德区中铁华隧盾构机生产车间,工人在组装盾体部件。盾体是盾构机的核心结构之一,承担着支护隧道、保护施工人员与设备安全的关键作用。盾体的基本构成通常由前盾(前体)、中盾(中体)和后盾(后体)三大部分组成。各部分协同工作,确保隧道掘进的安全与稳定。
2021年4月,在佛山市中铁华隧联合重型装备有限公司盾构机生产车间,工人在吊装作业。
2023年3月,在佛山市中铁华隧联合重型装备有限公司盾构机生产车间,工人在制作刀盘,刀盘作为盾构机的关键核心部件,承担着破碎岩石或土壤,开辟隧道空间的重任。
2025年3月,在佛山市中铁华隧联合重型装备有限公司盾构机生产车间,工人在十几米深的前盾切口环与刀盘狭窄的空间作业。
2022年3月,在佛山市中铁华隧盾构机生产车间,工人在安装盾体部件。20年前,在重大工程施工中,我国的盾构机完全依赖国外进口,当时,国外盾构机制造商垄断市场,不仅售价高昂,而且维修保养等售后服务也受到诸多限制,这大大增加了我国隧道工程等基础设施建设的成本和难度,如今我国盾构机企业通过自主创新和技术研发,在盾构机的设计、制造等方面取得了重大突破,不仅实现了盾构机的国产化,而且占据国内市场九成份额。
2022年5月,在佛山市中铁华隧盾构机生产车间,工人准备安装主驱动部件。 主驱动通常由主驱动电机、减速器、驱动齿轮、主轴承等组成。主驱动电机提供动力,通过减速器将电机的高转速降低、扭矩增大,再由驱动齿轮将动力传递给主轴承,带动刀盘旋转。
2022年8月,在佛山市中铁华隧盾构机生产车间,广佛最大直径(15.56M)“季华1号”盾构机中心刀盘组装中。
2023年12月,在佛山市中铁华隧盾构机生产车间,工人为超大直径盾构机组装刀盘。
2022年5月,在佛山市中铁华隧盾构机生产车间,工人在吊装连接桥,它是连接盾构机主机与后配套系统,如台车等,使整个盾构机成为一个有机整体,并支撑后配套设备的重量,保持盾构机结构的稳定性。
2022年5月,在佛山市中铁华隧盾构机生产车间,工人在安装出土系统部件,该输送系统由螺旋输送机和皮带输送机组成。螺旋输送机位于盾构机的底部,用于将刀盘切削下来的渣土从开挖面输送到盾构机后方,再由皮带输送机将渣土运至渣土运输车或直接运出隧道。
2023年12月,在佛山市中铁华隧盾构机生产车间,工人在盾体内作业。
2023年7月,在佛山市中铁华隧盾构机生产车间,工人进行切割作业。
2025年3月,在佛山市中铁华隧联合重型装备有限公司盾构机生产车间,工人进行吊装作业。
2024年3月,在佛山市中铁华隧联合重型装备有限公司盾构机生产车间,工人在安装管线。
2025年3月,在佛山市中铁华隧联合重型装备有限公司盾构机生产车间,工人在吊装作业。
2022年6月,在佛山市中铁华隧联合重型装备有限公司盾构机生产车间,工人在盾体内加固刀盘螺丝。
2025年3月,在佛山市中铁华隧联合重型装备有限公司盾构机生产车间,已下线涂装醒狮图案的“粤海环北3号”正在拆运准备运往工地环北部湾广东水资源配置建设工程,该工程是国家水网骨干工程、国家150项重大水利工程之一,也是广东历史上引水流量最大、输水线路最长、建设条件最复杂、总投资最高的跨流域引调水工程。
2023年3月,在佛山市中铁华隧联合重型装备有限公司盾构机生产车间,技术人员在盾体前调试即将下线的设备。
2023年3月,在广州海珠湾隧道工地,直径17.07米,重530多吨的“开路先锋号”盾构机刀盘正在吊装下井组装。
2023年3月,在广州海珠湾隧道工地,“开路先锋号”盾构机在30多米深的井下组装。
2024年5月,使用于深江铁路珠江口隧道的盾构机,挑战中国水下最深隧道掘进任务,深江铁路珠江口隧道水下最大埋深115米,最大水压1.06兆帕,相当于每平方厘米承担10.6公斤的压力,强度超过10个标准大气压,为世界之最。
2024年5月,使用于深江铁路珠江口隧道的“大湾区号”超大直径盾构机,其内部空间高达五层楼,技术人员开舱进入刀盘背面进行检修。深江铁路即广东省境内深圳市至江门市的高速铁路,正线全长116.12公里,设计时速250公里,是中国“八纵八横”高速铁路网主通道之一、沿海通道的重要组成部分。
2022年9月,在广州地铁11号线赤沙段工地,工人在安装管片。当盾构机掘进一段距离后,就需要暂停掘进,进行管片安装作业,管片安装机上的吊运装置将管片从管片小车上吊起,然后根据需要进行旋转、平移等操作,将管片准确地吊运到盾体尾端的安装位置。
2024年7月,随着西线“大道先锋号”盾构机刀盘破洞而出,顺利抵达接收工作井,标志着海珠湾隧道工程盾构隧道段实现双线贯通。海珠湾隧道是整个广州南站快速通道工程中最关键的控制性工程,也是广州地区首次采用超大直径盾构方式穿越珠江水系,隧道工程全长4.35公里,设计为双管双向6车道。
2023年2月,在深江铁路珠江口隧道完成段,工人在铺设边箱涵涵盖。
2025年3月,超大直径盾构机“澳氹1号”在广东省广州市南沙区南沙货运码头装船,运往澳门轻轨东线南段跨海段隧道项目工程。该机总长126米,直径12.52米,最小转弯半径为450米,专为澳门复杂地质条件量身打造,采用了仿形超挖刀、主动调节车架、可更换盾尾刷、自动导向系统和轴线自适应等创新技术,助力澳门重大工程建设。
中宏网版权申明:凡注有“中宏网”或电头为“中宏网”的稿件,均为中宏网独家版权所有,未经许可不得转载或镜像;授权转载必须注明来源为“中宏网”,并保留“中宏网”的电头。