“最大”盾構機，有何“大”不同

　　9月27日8時許，中國鐵建重工集團長沙第一產業園掘進機總裝區，隨著大紅幕布徐徐拉開，國產最大直徑盾構機露出真容。

　　直徑16.07米、總重量4300噸，“京華號”是我國迄今研制的最大直徑盾構機，是當之無愧的“大國重器”。

　　“最大”盾構機，有何“大”不同？記者逐一揭秘。

　　掘進的速度——

　　常壓換刀技術在16米級超大直徑盾構機上的首次應用

　　出廠后將參與北京東六環改造工程建設的“京華號”，承擔的是長達7.3公裡的隧道掘進任務。

　　“隧道需要穿越砂土、富水高致密砂層、粉土及黏性土交互層等復雜地質，工程面臨超大直徑、超長距離、超深覆土、超敏感環境等施工難點。”中國鐵建重工集團掘進機研究設計院副院長張帥坤介紹。

　　砂層、粉土，聽上去“軟”，實際上“硬”。砂層裡的石英含量高，日常生活中的磨刀石常常就是用的石英。磨刀石能“磨鋼”，這次的刀具採用比鋼更硬的特殊合金，從而減少刀具磨損。

　　刀要夠硬，換刀也要夠快。首次在16米級超大直徑盾構機上應用常壓換刀技術。

　　地層中富水高壓，以前工作人員隻能帶壓換刀，要像潛水員一樣，在壓力環境下操作。換一次刀具需要經過繁瑣的加壓、減壓等過程，常要花上一兩天時間。現在採用常壓換刀，就是在刀盤內部設置一個箱體，工作人員鑽到刀盤“肚子”裡，一兩個小時就能輕鬆更換刀具，大大提升了工作效率，更確保了人員安全。

　　重達500噸的刀盤，創新設計了伸縮式主驅動，一旦需要換刀或遇到障礙，可以前后移動，靈活應對﹔首次應用同步雙液注漿技術，減少了混凝土砂漿的凝固時間，增強了隧道的抗滲透性，保証了施工質量﹔配置了高效大功率泥水環流系統，對掘進中產生的泥漿進行收集……多項核心技術，讓隧道掘進作業不僅安全高效，而且綠色環保。

　　制造的精度——

　　誤差范圍控制在毫米級，上千個部件將分拆再組裝

　　重達4300噸的“巨無霸”，控制精度卻以毫米計算。

　　張帥坤介紹，一方面，直徑大，本身對設計精度、制造精度就提出了更高要求﹔另一方面，盾構機不能整體運輸，必須拆散運輸，到了施工現場后再進行組裝。

　　“京華號”的零部件有上萬個，到施工現場將有上千個部件需要進行重新拼裝。隻有將誤差范圍控制在毫米級，才能確保拆了還能再裝，裝起來還能再用。

　　吊裝、運輸，也是難點。

　　“京華號”分拆后，最大件重量有近300噸，到工地組裝時最大件重量達500多噸。這對現場組裝、起吊是非常大的考驗。

　　分拆后的部件最大尺寸達到8.5米，屬於超大件運輸，必須使用專用車輛，走專用道路，並且協調沿路交通運輸條件。

　　據介紹，這台盾構機的“壽命”是10公裡，完成此次7公裡多的任務后，它將回廠進行大檢修，對關鍵部件進行檢查、對易磨損部件進行更換，如果順利的話，還可以應用到下一個工程。

　　創新的高度——

　　因需而生的全方位、全鏈條、全系統性創新

　　我國盾構機研制和生產始於20世紀90年代，此前，盾構機市場一直被發達國家壟斷。

　　在位於長沙經開區的鐵建重工廠房裡，2016年，國產首台鐵路雙線大直徑泥水平衡盾構機下線，開挖直徑12.81米，總長度78米，總重量2200噸﹔2017年，國內首台最小直徑TBM下線，直徑4米，長度290米，重約750噸……從4米、8米、到12米，再到16米，10余年來，鐵建重工成功研制了50多項填補全球、國內空白的首台套產品，一次次挑戰極限，突破自我。

　　“標志著我國在超大直徑盾構機領域走在全球前列。”在“京華號”下線儀式現場，中國工程院院士陳湘生說，這台設備的意義不僅在盾構機本身，而在於創造了中國制造業特別是施工裝備的一種新的創新模式。以國家需求為驅動力，著力於技術創新這個核心，湖南在施工裝備制造業將走在全球前列。（記者 曹嫻 通訊員 胡清）