國務(wù)院國資委《國資小新》：國家工業(yè)密碼｜從0到No.1，中國盾構(gòu)機打了場“翻身仗”

9月26日，國務(wù)院國資委官方微信《國資小新》推出《國家工業(yè)密碼｜從0到No.1，中國盾構(gòu)機打了場“翻身仗”》，講述了以鐵建重工為代表的中國盾構(gòu)機制造企業(yè)如何攻堅克難、砥礪前行，通過科技創(chuàng)新實現(xiàn)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)，成就“國之重器”的制造傳奇。原文如下：

有一個5000多年前

就有人類繁衍生息的地方，

至今還沒有通上火車。

它坐落在中國東海海域，

是中國的第一大群島，

如今，

每年還有超5000萬游客登島，

就是舟山群島

舟山群島

舟山對火車有多向往？

從一個事例可見一斑：

雖然島內(nèi)沒有鐵路，

但卻放著一列“南洞功勛號”火車，

還成為網(wǎng)紅打卡地。

“南洞功勛號”火車

火車想要開上群島，

首先要挑戰(zhàn)的就是金塘水道。

沒錯，就是那條進(jìn)出世界第一大港——

舟山港的黃金通道

每年都有上萬艘運輸船經(jīng)過此處。

既要通火車，

又不能影響十萬噸級以上的船舶自由進(jìn)出，

怎么才能做得到？

換個維度看問題。

敢于想象的中國工程師們

把目光投向了海底，

決定用盾構(gòu)機

在海底掘出一條高鐵隧道。

今天帶來《國家工業(yè)密碼》

《從0到No.1，中國盾構(gòu)機打了場“翻身仗”》

金塘海底環(huán)境非常復(fù)雜，

看似松軟的泥沙之下

其實還暗藏著連綿不絕的“山脈”

要在金塘海底

挖一條全球最長海底高鐵隧道，

難度非同尋常。

由中國鐵建承建的金塘海底隧道縱剖圖

2024年5月，

中國鐵建建設(shè)的

甬舟鐵路金塘海底隧道

開始相向盾構(gòu)掘進(jìn)，

猶如“孿生兄弟”的

“甬舟號”和“定海號”盾構(gòu)機

將在未來的3年內(nèi)，

奔赴萬米，在78米深的海底相會。

由中國鐵建研發(fā)的“甬舟號”盾構(gòu)機

▲由中國鐵建研發(fā)的“定海號”盾構(gòu)機

中國建設(shè)者

何以有勇氣挑戰(zhàn)這樣的世界難題？

那就要說到為“基建狂魔”

立下汗馬功勞的重器——盾構(gòu)機

從無到有，開啟屬于中國的盾構(gòu)時代

上天有神舟，下海有蛟龍，

追風(fēng)有高鐵，入地有盾構(gòu)。

如今，

那些世界最深、最長、最大的超級工程中，

都有中國盾構(gòu)制造和施工技術(shù)的身影。

盾構(gòu)機是如何工作的呢？

我們可以把盾構(gòu)機比喻成“鋼鐵蚯蚓”

巨大的刀盤就是它的頭部，

密密麻麻的刀具就是它的牙齒，

刀盤在前方“啃泥噬巖”向前掘進(jìn)，

身后環(huán)環(huán)管片拼裝，

對隧洞起支撐作用，

盾構(gòu)機走過隧道成型。

200年前，

法國工程師布魯諾爾“靈光一閃”，

鑿船蟲得到靈感，

發(fā)明了盾構(gòu)機，

并成功修建了泰晤士河隧道。

但直到十幾年前，

我國盾構(gòu)機制造領(lǐng)域幾乎還是一片空白。

1997年，

為了建設(shè)西康鐵路秦嶺隧道，

中國第一次進(jìn)口了兩臺德國盾構(gòu)機。

盾構(gòu)機施工不僅效率大幅提升，

而且施工過程安全性大大提高。

但是，在享受安全高效的同時，

我們也不得不接受

將近七個億的高昂設(shè)備費用

2006年之前，

中國就從國外進(jìn)口了130多臺盾構(gòu)機，

花費上百億！

中國希望在盾構(gòu)領(lǐng)域打一場“翻身仗”。

2002年，

盾構(gòu)機被列入國家“863”計劃，

開始了關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)。

2004年，

第一臺由中國人自己設(shè)計制造的

“先行號”863盾構(gòu)機誕生，

這臺盾構(gòu)機的直徑雖然僅有6.34米，

但屬于中國的盾構(gòu)時代自此拉開序幕。

“先行號”盾構(gòu)機

2008年4月，

我國第一臺可以在復(fù)雜地質(zhì)中作業(yè)的

“中國中鐵1號”盾構(gòu)機在河南成功下線。

再到2020年9月，

國產(chǎn)首臺16米級盾構(gòu)機

“京華號”在長沙問世，

中國盾構(gòu)機制造有了大的跨越。

由中國鐵建研發(fā)的“京華號”盾構(gòu)機

從有到優(yōu)，掌握巨獸“換牙”黑科技

僅僅數(shù)十年的時間，

盾構(gòu)機的發(fā)展創(chuàng)造了

超乎想象的“中國速度”

但你可知道，

從0到1、從1到N的中國盾構(gòu)機，

一次次的創(chuàng)新與迭代背后，

是央企建設(shè)者們從實踐中一點點摸索來的，

卡脖子技術(shù)也要自己一項一項去攻破。

2005年，

南京長江隧道的修建備受矚目，

被稱為“萬里長江第一隧”。

掘進(jìn)到600米時，

引進(jìn)的盾構(gòu)機參數(shù)突然異常，

開始“罷工”

原來是盾構(gòu)機刀具被磨掉，

刀盤部分結(jié)構(gòu)也被磨沒了！

盾構(gòu)機沒有了“牙齒”，

甚至“牙床”也受到了影響。

事實上，

盾構(gòu)機的刀具，

要針對地形“量身定制”。

面對長江底下的卵石地層，

中國鐵建的工程師分析了刀具的設(shè)計原理，

重新設(shè)計出了一款“更耐磨”的合金刀具，

再次啟動盾構(gòu)機后，

可以一口氣挖掘400米不換刀，

比原裝刀具耐用率提高了8倍。

自主研發(fā)刀具和原裝刀具掘進(jìn)對比圖

但面對“復(fù)雜多變”的“長江”，

這樣的改造還不夠。

更換刀具，

以往都是帶壓進(jìn)倉，

這需要繁瑣的加壓、減壓操作，

被業(yè)內(nèi)稱為“刀尖上跳舞”。

盾構(gòu)機制造之初，

國鐵建工程師就提出常壓換刀的設(shè)想。

在這場危機的處理中，

他們更是一馬當(dāng)先，

在常壓環(huán)境下完成刀具更換，

第一代常壓換刀技術(shù)至此誕生！

此后十年，

他們又研發(fā)出第二代、第三代換刀技術(shù)

應(yīng)用范圍更廣、操作更加便捷。

如今，

更是在“智能化”加持下

攻堅機器人換刀技術(shù)。

由中國鐵建研發(fā)的四代換刀技術(shù)

從優(yōu)到強，大盾構(gòu)有了全球最強“中國心”

從落后百年到全球領(lǐng)先，

我們僅僅用了十余年時間，

但中國盾構(gòu)機真的就“無敵”了嗎？

并非如此。

盾構(gòu)機全面自主化的“最后一環(huán)”——

主軸承依然需要攻克！

如果將盾構(gòu)機比作一個人，

那么主軸承堪比心臟。

主軸承長期以來依賴進(jìn)口，

就如同“心臟”被攥在別人手心。

2023年10月，

由中國鐵建自主研制的

直徑8.61米

盾構(gòu)機主軸承在長沙下線，

這是迄今全球直徑最大、單體最重、

承載最高的整體式盾構(gòu)機主軸承

國產(chǎn)盾構(gòu)機主軸承

也實現(xiàn)了從中小直徑

到超大直徑型譜的全覆蓋，

國產(chǎn)大型盾構(gòu)機全面國產(chǎn)化指日可待。

由中國鐵建研制的直徑8.61米盾構(gòu)機主軸承在長沙下線

不僅如此，

浪漫的中國工程師

還為盾構(gòu)機設(shè)計了不同的皮膚。

京劇臉譜，熊貓、醒獅、麒麟……

國潮元素與大國重器巧妙結(jié)合，

彰顯著地域特色，

使工業(yè)機器充滿了靈魂和生命，

成為中國品牌的“代言人”，

向世界講述著中國故事。

不同涂裝的盾構(gòu)機刀盤

一條條隧道構(gòu)成的市政網(wǎng)絡(luò)、

地下交通正慢慢形成，

更深層次的地下空間迎來高速發(fā)展，

相信在未來，

《流浪地球》里的“地下城”將不再是科幻。

而千伏電壓橫臥長江、

高鐵飛馳百米海底、

鐵路上島通達(dá)世界，

如今還有更多的科幻場景

在盾構(gòu)家族的掘進(jìn)下成為現(xiàn)實。

來源國務(wù)院國資委《國資小新》

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