刊登日期 : 02/03/2022
盾构机，主要用于铁路、公路、地铁和水利等基建工程，犹如一条钢铁穿山甲，能在地下钻出一条条隧道，既高效又安全，又被称为“地下蛟龙”。
用于掘进北京“东六环改造工程”隧道的盾构机“京华号”，是中国自主研制的最大直径泥水盾构机，究竟这个“吃土神器”是如何穿山挖道的？
“京华号”开挖直径达16米 采用多项核心技术
“京华号”整机长150米，总重量4300吨，最大开挖直径达16.07米，高度超过5层楼，于2020年9月27日在长沙下线。头部刀盘重达500吨，正面有364把刀具，硬度堪比金刚石。刀头涂装红色京剧脸谱，代表“忠勇义烈”。
在刀盘后面还有操作室、台车等，组成了一条入地的“钢铁巨龙”，可同时完成开挖、排土、碎石、出渣、支护、衬砌、封固等工序，在掘进过程中实现隧道主体结构一次成型。
据介绍，“京华号”主要服务北京东六环入地改造项目，任务是掘出一条长7.4公里的隧道。而这项工程面临超大直径、超长距离、超深覆土、超敏感环境等施工难点，“京华号”需要穿越砂土、富水高致密砂层、粉土及黏性土交互层等复杂地质。
为破解技术难题，“京华号”采用第四代常压换刀、伸缩主驱动、超大直径重载管片高效倒运及拼装技术、高效大功率泥水环流系统、高精度开挖面气液独立平衡控制等多项核心技术，有效保证了施工进程。
不过，地下工程千变万化，每掘进一毫米，前方都是未知数。“京华号”在地下“埋头苦干”的时候，如何确保它不偏离线路？
这时就要靠盾构机的“大脑”来控制，也就是操作室。在盾构机操作平台上的屏幕，同步显示著推进、泥水环路、注浆监测、轴线测量、刀盘运转等各种参数。盾构机的司机只要按动屏幕下方的按钮，就能启动盾构机的各项功能。
突破技术封锁 中国盾构机从无到有
凭借过硬的质量和技术，中国盾构机不仅在国内基建工程中大显身手，更成功打入全球顶级高端市场，在新加坡、意大利、丹麦、法国等国家的工程中均留下身影。
很难想像的是，十几年前，中国盾构机主要依赖进口，甚至盾构施工都难以独立完成。
资料显示，中国盾构制造起步于1953年，因技术落后而一度停滞。及至1990年代，中国斥巨资引进2台盾构机，用于秦岭铁路隧道建设。据中国大盾构专家忆述，由于实行技术封锁，外国工程师不许中方人员靠近，中方也难以学习盾构机参数计算方法、设备管理理念。
中国技术人员一边施工一边摸索钻研，通过反覆操作、维修、保养等，才逐渐掌握了盾构施工的基本要领。2007年，在南京长江隧道工程项目中，中国施工团队首次独立使用大直径盾构机施工。此后，中国盾构施工技术一日千里。
而在研发盾构机方面，2002年，国家“863”计划首次立项开展盾构机关键技术研究。6年后，中国团队突破核心技术封锁，研发制造出中国第一台具有自主知识产权的复合式土压平衡盾构机——中国中铁1号。随后又在郑州建立了国内最大盾构研发制造基地，中国盾构产业化的序幕由此拉开。
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北京东六环改造工程 “京华号”穿越地下59米
如今，中国已制造超过1,000台盾构机，“京华号”等超大直径盾构机更检验着中国自主研发盾构机性能和施工技术水平。截至2022年2月22日， “京华号”已掘进成型隧道2.6公里，并成功穿越地下最低点59米，是目前北京埋深最深的盾构隧道。
据了解，“京华号”的“寿命”是10公里，在完成此次7.4公里的任务后，它将回厂大修，对关键部件进行检查，更换易磨损部件后会继续应用到下一个工程。
而东六环入地工程预计2023年底完工，项目建成后，原东六环车流将在地下隧道通过，将过境货运交通疏导至外围高速公路系统，确保市民车辆通行畅通。地面则会打造“高线公园”，预计增加绿化面积约50公顷，进一步美化城市空间。
